[实用新型]一种用于十字形试件的拉伸试验装置

说明书

一、技术领域

本发明涉及材料试验技术领域，具体的说是一种用于十字形试件的拉伸试验装置。

二、背景技术

自板壳理论建立以来，世界上大量使用双向受力的板壳结构。当时，由于计算的复杂性，特别是航空和航天方面的太空容器都属“双向受力结构”，不少人致力于寻找“双向拉伸试验方法”。目前，“双向拉伸试验”是世界上尚未很好解决的课题。双向拉伸试验方法很多，其中十字形试件双拉试验最直观，最能直接反映板壳的双向受力状态，是目前最受重视的一种方法。

目前，十字试件双拉试验装置主要有两种。一种是固定安装在万能试验机或压力试验机上，由万能试验机或压力试验机提供拉力，实现对试件的双向拉伸。但这种拉伸试验装置只能实现双向等拉或者双向定比例拉伸，不能描述从单向拉伸到双向等拉整个范围变形情况；另一种是做十字件双拉试验的大型专用设备，可以实现双向变比例拉伸。但其结构复杂，价格昂贵，小型的科研机构及院校实验室等在经济上难以接受，不利于科学研究的发展。

在公开号为CN87205653的实用新型专利中，公开了一种机械式双向拉伸试验仪。该试验仪利用一个顶部装有万向头的十字加荷头通过四个铰链分别与四根互相对称的斜撑杆铰接，每个斜撑杆的下端通过铰链又分别与应变式测力传感器铰接，按不同双向应力比的需要，选定斜撑杆的长度，使其与测力传感器成一定的夹角，应变式测力传感器向外的一端有一穿过十字支撑架尾端支撑板的导向杆，导向杆上套有一缓冲弹簧，每个测力传感器下端开有一纵向通槽，各通槽与十字架底座之间，均有一支承着测力传感器并使其可在十字架底座上前后滑动的滚柱；测力传感器向里的一端是试件夹头；测力传感器通过装于其上的接线插头与动态应变仪相联接。但该试验仪的缓冲弹簧造成了测力传感器测得的数据偏小，其结构也比较复杂。

三、发明内容

为了解决现有的双向拉伸装置存在的或者只能实现双向等拉或者双向定比例拉伸，或者结构复杂、价格昂贵、数据不准的不足，本发明提出了一种用于十字形试件的拉伸试验装置。

本发明包括固定分力机构、可调分力机构、可测力传力机构和不可测力传力机构。将十字形试件置于装置的中心位置，固定分力机构、可调分力机构、可测力传力机构和不可测力传力机构分别通过试件夹头与十字形试件的四个方向固定连接，对十字形试件实施拉伸。固定分力机构和可调分力机构位于十字形试件的垂直轴线上并对称于十字形试件；可测力传力机构和不可测力传力机构位于十字形试件的水平轴线上亦对称于十字形试件。

固定分力机构和可调分力机构均包括试件夹头、短螺杆、两个分力臂、销轴、螺母、固定块、拉伸夹柄和销轴11。固定分力机构还包括有力传感器和一块支撑板，该支撑板的两端分别通过销轴与固定分力机构分力臂的一端活动连接；力传感器位于固定分力机构上；拉伸夹柄装入位于固定块上安装孔中，一端穿出固定块并与力传感器连接。两个分力臂的一端分别与固定块活动连接；试件夹头位于两层支撑板间距之中。可调分力机构还包括有两块支撑板，并且两块支撑板的一端与分别与分力臂的一端活动连接，另一端与位于可调分力机构中心位置的试件夹头配合；两个分力臂的另一端分别与固定块连接；可调分力机构的拉伸夹柄亦装入位于固定块上的安装孔中，一端穿出固定块并与试件夹头连接；

不可测力传力机构和可测力传力机构主要由传力臂、试件夹头、螺纹杆、螺母组成；可测力传力机构还包括一两端分别与短螺杆和螺纹杆相连的传感器。不可测力传力机构包括螺纹杆，试件夹头与螺纹杆焊接为一体；螺纹杆的一端与传力臂连接，另一端与试件夹头连接。力传感器位于可测力传力机构上，两端分别与短螺杆和螺纹杆相连；试件夹头与短螺杆焊接为一体；轴承位于传力臂的两端，并且该轴承以分力臂的侧面为轨道滑动，从而将固定分力机构上的拉伸夹柄所作的纵向运动转化为与试验机的拉伸方向垂直的横向运动。根据试验要求，制作多组不同长度的支撑板，通过更换支撑板改变试件纵向和横所承受的载荷比，从而实现试件在纵向和横向不同比例的拉伸位移。

本发明安装在万能试验机或压力试验机上，可以通过为可调分力机构安装不同长度的支撑板来实现十字形试件纵向和横向不同比例的拉伸位移，从而可以描述试件从单向拉伸到双向等拉整个范围变形情况，实现真实地反映以拉为主的板料成形状况。本发明与现有的一般双向拉伸试验装置相比，具有结构轻巧，成本低，操作简单易行的特点。

四、附图说明

附图1是用于十字形试件的拉伸试验装置的结构示意图；

附图2是用于十字形试件的拉伸试验装置的构成示意图；