[实用新型]数控弯曲形变仪

说明书

技术领域

本实用新型装置涉及一种控制材料的形变速率及形变量的实验用具，应用于物理、机械、力学、材料等领域。

背景技术

弯曲形变在各个相关学科中都是一个研究要点，比如对于物理学科，可以通过弯曲来研究应力分布状态，不同曲率位置运动速度等；对于材料学科，可以通过弯曲研究材料塑性弹性、裂纹扩展以及拉伸压缩等性质。而弯曲变形中最重要的因素是弯曲速率和弯曲度，但是在目前没有专门的实验设备来精确控制弯曲速率和弯曲度。虽然有些大型仪器比如拉伸机也可以在一定程度上控制形变量和形变速率，但只能控制有限的形变速率参数，无法精确控制；而且价格昂贵、装置庞大、操作复杂，不适合广泛应用。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单的数控弯曲形变仪，可用于控制材料的弯曲速率和弯曲度。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：该数控弯曲形变仪主要包括步进电机驱动器、数据采集卡、开关电源、形变装置和计算机，所述步进电机驱动器与数据采集卡、开关电源和形变装置分别电连接，数据采集卡与计算机电连接。

进一步地，所述形变装置包括平移台、形变压头和形变槽，形变压头固定于平移台的台面上，该形变压头的头端置于平移台的台面外；所述形变槽与平移台的底部固定联接，该形变槽的凹槽与形变压头的头端正对；平移台的步进电机与步进电机驱动器电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)通过数据采集卡，以脉冲控制电机转动，可以在10^-7(S^-1)到10(S^-1)范围内任意设置形变速率值，精确易控制；(2)本装置仅由步进电机驱动器、数据采集卡、开关电源、形变装置和计算机组成，安装拆卸方便并且占用空间小；(3)形变装置轻巧，可置于液氮、干冰、热水浴中，使材料在各个实验条件发生弯曲，研究不同温度对材料弯曲的影响；(4)形变凹槽与形变压头可拆卸，针对不同类型样品可以安装不同的模具。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本新型实用装置的结构示意框架图。

图2是本新型实用装置中形变装置的结构示意图。

图3是图2的仰视图。

图中1.步进电机驱动器，2.步进电机驱动器的公共端，3.脉冲信号输入端，4.方向信号输入端，5.脱机信号输入端，6.指示灯，7.数据采集卡的公共端，8.脉冲信号输出端，9.方向信号输出端，10.脱机信号输出端，11.数据采集卡，12.开关电源，13.形变装置，20.形变槽，21.形变压头，211.形变压头紧固件，22精密平移台，23.导轨，24.步进电机信号输入端，25.两相式步进电机，26.样品台，27.计算机。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型数控弯曲形变仪主要包括步进电机驱动器1、数据采集卡11、开关电源12、形变装置13和计算机27。其中，步进电机驱动器1的公共端2与数据采集卡11的公共端7连接，步进电机驱动器1的脉冲信号输入端3、方向信号输入端4对应地分别与数据采集卡11的脉冲信号输出端8、方向信号输出端9电连接，步进电机驱动器1的脱机信号输入端5与数据采集卡11的脱机信号输出端10电连接。

步进电机驱动器1还与开关电源12和形变装置13分别电连接，数据采集卡11与计算机27电连接。

进一步地，形变装置13包括精密平移台22、形变压头21和形变槽20。形变压头21通过形变压头紧固件211固定安装在精密平移台22的台面上，该形变压头21的头端置于精密平移台22的台面外；形变槽20与精密平移台22的底部固定联接，该形变槽20的凹槽与形变压头21的头端正对；精密平移台22的步进电机25与步进电机驱动器1电连接。

开关电源12连接步进电机驱动器1，将220V交流电转换为24V直流电，以满足步进电机驱动器1的工作要求。当步进电机驱动器1正常工作时，指示灯6显示绿色。

步进电机驱动器1的信号输出端A+、A-、B+、B-与形变装置13的接口电连接，通过此连接，可以把脉冲信号和方向信号从计算机27传到步进电机25，控制两相式步进电机25转动的速率和方向。如图2所示，当步进电机25转动时，精密平移台22的平行导轨23把转动转化为平移运动，使平移台22的台面匀速前进或后退。当平移台22的台面往前平移时，带动形变压头21推向形变槽20，一定尺寸的弯曲样品放置于形变槽20的凹槽处，当形变压头21的头端与样品接触后，样品以三点弯曲的方式进行弯曲变形。