[发明专利]一种高速拉伸试验机及其加速过程过滤装置

说明书

技术领域

本发明属于材料力学性能测试领域，涉及材料的高速拉伸用试验装置，具体涉及一种高速拉伸试验机及其加速过程过滤装置。

背景技术

单向拉伸是测试材料力学性能的重要手段，由于粘弹性材料的力学行为与加载速率密切相关，因此为高应变率下的性能，需要进行高速拉伸测试。当高速拉伸机进行试件拉伸时，拉伸速率是一个加速过程(如图1)，试件受到的拉伸载荷是先慢后快，直到稳定到设定拉伸速度，这样获得的拉伸曲线与设定的恒定高速拉伸条件不完全符合。因此需要一种试验机或在试验机上加装装置使得试件在达到设定的高速后再开始拉伸。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为高速拉伸试验机提供一种用于滤去加速过程的装置，使得试件始终保持高速拉伸的受载状态。为实现该目的及其相关目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高速拉伸试验用加速过程过滤装置，包括空程筒和拉杆，两者配合采用套筒式结构，空程筒与试验机横梁连接，拉杆与拉伸试件的试件上夹具连接。

空程筒与拉杆采用圆锥面配合，优选锥角范围为5～15°。

空程筒由主筒段和锥面连接头组成，并以螺纹连接。

空程筒锥面连接头的圆锥面上开有排气通孔。

锥面连接头下面加装缓冲垫。

空程筒与拉杆之间留有间隙，间隙范围在1-5mm。

一种高速拉伸试验机，采用带有空程的拉伸结构，主要由空程筒和拉杆组成，空程筒与试验机横梁连接，拉杆与试件的上夹具连接。当拉伸试验机横梁在加速过程中，拉杆与空程筒不相互作用，拉杆和夹具都不运动，拉伸试验机不开始计时和采集数据；当拉伸试验机横梁达到设定速度后，拉杆与空程筒通过锥面接触配合，空程筒带动拉杆开始动作，使得试件上夹具匀速拉伸试件，且拉伸试验机开始计时和采集数据。由于该拉伸试验装置在横梁加速过程中既不拉伸试样也不采集数据，实现了拉伸试件在拉伸过程中始终经受匀速拉伸载荷。

本发明结构简单，运行可靠，与高速拉伸试验机配合，可以实现材料高速拉伸性能的准确测试，为材料高速拉伸性能测试提供技术支撑。

附图说明

图1拉伸试验机横梁速度变化图。

图2高速拉伸试验用加速过程过滤装置结构示意图。

图3加速过程过滤装置在拉伸试验机上的安装图。

其中1空程筒主筒段，2空程筒主筒段/锥面连接头连接螺纹，3拉伸锥面接头，4锥面连接头的圆锥面，5通气孔，6锥面连接头，7缓冲垫压紧螺纹，8缓冲垫，9缓冲垫压盖，10拉杆主体，11空程筒，12拉杆，13拉伸传感器，14试验机横梁，15拉杆接头，16试件上夹具，17拉伸试件，18试件下夹具，19拉伸机底座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的说明：

拉杆有效行程需要根据拉伸试验机最高拉伸速度和拉伸试验机的动力性能来计算和测量，保证拉杆有效行程不低于达到最高拉伸速度时的最大行程；拉杆的直径需要根据拉力(或载荷容量)和拉杆材质来计算；空程筒长度要根据拉杆尺寸设计和计算。

为了保证试件拉伸时的方向精度，拉杆12和空程筒11采用同角度圆锥面配合，锥角范围为5～15°；

为了保证运动拉杆空程运动时不与空程筒干涉，空程筒11与拉杆12之间(拉杆锥面大端/空程筒主体段和空程筒锥面小端/拉杆主体段)留有间隙，间隙范围在1-5mm。

为了减少拉杆12与空程筒11接触瞬间的空气阻力，在空程筒11的圆锥面4上开通气孔5，孔的范围在2-10mm。

为了缓解拉杆12和空程筒11接触时造成的冲击，在空程筒11的下端加装吸能的非金属缓冲垫8。

本装置也适用于材料的中低速度拉伸性能测试。

实施例：