[发明专利]一种中应变率加载装置

说明书

本发明公开一种中应变率加载装置，涉及动态加载领域，包括立式安装平台和两个对称安装于立式安装平台上的加载机构，加载机构包括安装板、音圈直线电机、连接板、转接板、力传感器、样品夹持组件和弹性组件，安装板固定于立式安装平台的后侧，音圈直线电机竖直固定于安装板前侧，音圈直线电机上设置有光栅尺，光栅尺固定于音圈直线电机底部的两个导轨中间，光栅尺与音圈直线电机的动子贴合，音圈直线电机靠近中部的一端固定有连接板，连接板上依次设置有转接板、力传感器和样品夹持组件，弹性组件的两端分别与连接板和立式安装平台连接。该装置能够进行中应变率加载条件下拉伸、压缩或疲劳加载试验，加载过程均匀，运动过程更加精确可靠。

技术领域

本发明涉及动态加载领域，特别是涉及一种中应变率加载装置。

背景技术

实验是研究材料力学性能关系的重要手段。如今，材料种类越来越多，其应用领域也是各种各样，在各种环境下对材料进行加载也是近年来的研究热点，因此设计材料的加载装置显得尤为必要。

材料的性能测试主要受到加载手段的限制，研究材料的动态力学性能需要多种手段。传统的加载方式如准静态拉伸、压缩广泛用于研究材料的低应变率力学行为响应特性(产生的应变率为10^-3～10^-1S^-1)；而分离霍普金森杆技术(Split HopkinsonBarTechnique)广泛用于研究材料的高应变率力学行为响应特性(产生的应变率为200～10³S^-1)。考虑材料中低应变率1～200S^-1变形行为的文献数据是非常有限的。但是在各类工程技术、军事技术和科学研究中，人们也需要介于两者之间的中应变率加载方式。在中应变率加载下，材料的力学响应与低应变率或高应变率加载下会有截然不同的变化。然而，现有加载装置结构复杂、稳定性差、调节精度低、控制精度低，最主要是现有试验装置大多只适用于高、低应变率试验，并不能进行中应变率加载条件下拉伸、压缩或疲劳加载试验的问题，鉴于此，设计一种中应变率加载装置对于科学研究和工程应用都有很大的用处。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种中应变率加载装置，能够进行中应变率加载条件下拉伸、压缩或疲劳加载试验，加载过程均匀，运动过程更加精确可靠。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种中应变率加载装置，包括立式安装平台和两个加载机构，两个所述加载机构对称安装于所述立式安装平台上，一个所述加载机构位于另一个所述加载机构的上方，所述加载机构包括安装板、音圈直线电机、连接板、转接板、力传感器、样品夹持组件和弹性组件，所述安装板固定于所述立式安装平台的后侧，所述音圈直线电机竖直固定于所述安装板前侧，所述音圈直线电机上设置有光栅尺，所述光栅尺固定于所述音圈直线电机底部的两个导轨中间，所述光栅尺与所述音圈直线电机的动子贴合，所述音圈直线电机靠近中部的一端固定有连接板，所述连接板上依次设置有所述转接板、所述力传感器和所述样品夹持组件，所述弹性组件的两端分别与所述连接板和所述立式安装平台连接。

优选地，所述样品夹持组件包括样品夹头、样品压头和两个第一螺钉，所述样品夹头包括夹头水平板和固定于所述夹头水平板一侧中部的夹头竖直板，所述样品压头用于通过所述第一螺钉固定于所述夹头竖直板的一侧。

优选地，还包括四个第二螺钉，所述转接板的两端固定于所述连接板上，各所述第二螺钉依次穿过所述夹头水平板和所述力传感器并固定于所述转接板上。

优选地，所述连接板包括连接水平板和固定于所述连接水平板一侧的连接竖直板，所述连接竖直板固定于所述音圈直线电机上，所述转接板固定于所述连接水平板上，所述弹性组件的一端与所述连接水平板连接。

优选地，所述立式安装平台包括两个安装水平板和两个立柱，各所述立柱的上下两端分别与两个所述安装水平板连接，所述安装板固定于两个所述立柱后侧，所述弹性组件远离所述连接板的一端与所述安装水平板连接。