[实用新型]一种测量材料剪切弹性模量的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，尤其涉及一种测量材料剪切弹性模量的装置。

背景技术

目前，普通扭转试验机在测量材料剪切强度时，只能做扭转破坏实验，而没有配备测定材料剪切弹性模量G的装置，不能够在弹性范围内采用逐级加载法测定材料剪切弹性模量和对扭矩与转角关系曲线进行实时采集。

发明内容

本实用新型的目的在于提供了一种测量材料剪切弹性模量的装置，该测量装置克服现有扭转试验机没有配备测定材料剪切弹性模量装置的缺陷，不仅能测出两个截面之间扭转角度的大小，而且可显示材料剪切弹性模量G值大小。

本实用新型是这样来实现的，它包括扭转圆轴、左圆环、右圆环、7字行档块、紧固螺钉、位移传感器、数显器，其特征是在扭转圆轴上连接左圆环和右圆环，左圆环和右圆环分别用三个紧固螺钉固定在扭转圆轴的两个截面上，右圆环的上端是一个7字形档块，7字形档块左端接触位移传感器的收缩触头，左圆环的上端是圆环臂长，圆环臂长上端固定安装位移传感器，位移传感器信号连接数显器。数显器显示两圆环（两截面）之间相对弧长和G值大小。

本实用新型的技术效果是：该装置填补了现有普通扭转试验机没有配备测试材料剪切弹性模量装置的缺陷，可以测试8~30毫米（多种规格圆环）直径材料的剪切弹性模量，采用固定在圆轴上左圆环上端的圆环臂长将扭转圆轴半径增加10倍，通过自动加载或手动加载，利用位移传感器实时地测出相对弧长，通过数显器计算出G值的特点，只需转动两圆环上的紧固螺钉，可方便地将测试装置装夹和卸下，更具有体积小，结构简单不打滑，测量精度高等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

在图中，1. 位移传感器 2. 7字形档块 3. 右圆环 4.扭转圆轴 5. 紧固螺钉 6.两圆环中心距离 7.数显器 8. 左圆环 9.圆环臂长 10.圆轴直径。

具体实施方式

如图1所示，在扭转圆轴（4）外套上左圆环（8）和右圆环（3），左圆环（8）和右圆环（3）分别用三个紧固螺钉（5）固定在扭转圆轴（4）的两个截面上，右圆环（3）的上端是一个7字形档块（2），7字形档块（2）左端接触位移传感器（1）的收缩触头，左圆环（8）的上端是圆环臂长（9），圆环臂长（9）的上端固定安装位移传感器（1），位移传感器（1）的信号送入数显器（7）处理，使用时，先将扭转圆轴（4）左端装入扭转试验机左夹头夹紧，套上左圆环（8）旋紧三个紧固螺钉（5）固定左圆环（8）在扭转圆轴（4）左端，套上右圆环（3）旋紧三个紧固螺钉（5）固定右圆环（3）在扭转圆轴（4）的两圆环中心距离L₀（6）位置上，固定右圆环（3）时要使7字形档块（2）左端接触到位移传感器（1）的收缩触头，扭转试验机右夹头夹紧扭转圆轴（4）右端，按下数显器（7）清零按键使位移传感器（1）的值为零，手动加载使扭转试验机右夹头开始扭转，位移传感器（1）数字增大，当扭矩到某一数值时，手动加载停止位移传感器（1）停止运动，数显器（7）停止记数并保留下位移传感器（1）的最大值，此时位移传感器（1）的最大值就是两圆环中心距离L₀（6）之间产生的相对弧长，按下数显器（7）计算按键，数显器（7）显示剪切弹性模量G值大小。

本实用新型的工作原理是：两圆环分别固定在扭转圆轴的两个截面上，两圆环之间距离即为受扭转圆轴的标距L₀，左圆环上端的圆环臂长（b）是将扭转圆轴半径放大，圆环臂长越长，相对弧长就越长，测试精度就越高。

计算材料剪切弹性模量公式是：                                                式中是两圆环中心距离为已知，是横截面的极惯性距为已知，材料是弹性范围内每次加的增量扭矩为已知，是每次加后两截面（两圆环中心距离）之间产生的相对扭转角为未知，得到相对扭转角，G值就可以计算出来。

扭转圆轴受扭后，两圆环（两截面）之间产生相对转动，位移传感器的读数则为两截面间产生的相对弧长（因弧度极小，把弦长近似看成弧长）用Δ弧长（位移传感器读数）除以圆环臂长b（放大后半径）就等于扭转角度，将代入剪切弹性模量公式G值就可计算出来。