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一種高速拉伸試驗機及其加速過程過濾裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于材料力學性能測試領域，具體涉及一種高速拉伸試驗機及其加速過程過濾裝置。該裝置采用套筒式結構，主要由拉桿和空程筒組成，該裝置使得拉伸試件在拉伸試驗機加速過程中不受載荷，而在拉伸速度達到設定值后，套筒結構的拉桿和空程筒相互作用，拉伸試件承受恒速拉伸載荷；拉桿和空程筒采用圓錐面配合，以保證拉伸方向和受力均勻；在空程筒錐面連接頭的內(nèi)錐面上開通孔，以減少配合錐面接觸過程中的空氣阻力；在空程筒錐面連接頭的下方安裝緩沖墊，以緩解配合錐面接觸時的沖擊振動。該裝置適用于粘彈性材料的高速拉伸試驗，也適用于各種材料的拉伸試驗。
【專利說明】一種高速拉伸試驗機及其加速過程過濾裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于材料力學性能測試領域，涉及材料的高速拉伸用試驗裝置，具體涉及一種高速拉伸試驗機及其加速過程過濾裝置。
【背景技術】
[0002]單向拉伸是測試材料力學性能的重要手段，由于粘彈性材料的力學行為與加載速率密切相關，因此為高應變率下的性能，需要進行高速拉伸測試。當高速拉伸機進行試件拉伸時，拉伸速率是一個加速過程(如圖1)，試件受到的拉伸載荷是先慢后快，直到穩(wěn)定到設定拉伸速度，這樣獲得的拉伸曲線與設定的恒定高速拉伸條件不完全符合。因此需要一種試驗機或在試驗機上加裝裝置使得試件在達到設定的高速后再開始拉伸。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型要解決的技術問題是為高速拉伸試驗機提供一種用于濾去加速過程的裝置，使得試件始終保持高速拉伸的受載狀態(tài)。為實現(xiàn)該目的及其相關目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0004]一種高速拉伸試驗用加速過程過濾裝置，包括空程筒和拉桿，兩者配合采用套筒式結構，空程筒與試驗機橫梁連接，拉桿與拉伸試件的試件上夾具連接。
[0005]空程筒與拉桿采用圓錐面配合，優(yōu)選錐角范圍為5?15°。
[0006]空程筒由主筒段和錐面連接頭組成，并以螺紋連接。
[0007]空程筒錐面連接頭的圓錐面上開有排氣通孔。
[0008]錐面連接頭下面加裝緩沖墊。
[0009]空程筒與拉桿之間留有間隙，間隙范圍在l_5mm。
[0010]一種高速拉伸試驗機，采用帶有空程的拉伸結構，主要由空程筒和拉桿組成，空程筒與試驗機橫梁連接，拉桿與試件的上夾具連接。當拉伸試驗機橫梁在加速過程中，拉桿與空程筒不相互作用，拉桿和夾具都不運動，拉伸試驗機不開始計時和采集數(shù)據(jù)；當拉伸試驗機橫梁達到設定速度后，拉桿與空程筒通過錐面接觸配合，空程筒帶動拉桿開始動作，使得試件上夾具勻速拉伸試件，且拉伸試驗機開始計時和采集數(shù)據(jù)。由于該拉伸試驗裝置在橫梁加速過程中既不拉伸試樣也不采集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了拉伸試件在拉伸過程中始終經(jīng)受勻速拉伸載荷。
[0011]本實用新型結構簡單，運行可靠，與高速拉伸試驗機配合，可以實現(xiàn)材料高速拉伸性能的準確測試，為材料高速拉伸性能測試提供技術支撐。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1高速拉伸試驗機橫梁速度變化圖。
[0013]圖2高速拉伸試驗用加速過程過濾裝置結構示意圖。
[0014]圖3加速過程過濾裝置在拉伸試驗機上的安裝圖。[0015]其中1空程筒主筒段，2空程筒主筒段/錐面連接頭連接螺紋，3拉伸錐面接頭，4錐面連接頭的圓錐面，5通氣孔，6錐面連接頭，7緩沖墊壓緊螺紋，8緩沖墊，9緩沖墊壓蓋，10拉桿主體，11空程筒，12拉桿，13拉伸傳感器，14試驗機橫梁，15拉桿接頭，16試件上夾具，17拉伸試件，18試件下夾具，19拉伸機底座。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的說明:
[0017]拉桿有效行程需要根據(jù)拉伸試驗機最高拉伸速度和拉伸試驗機的動力性能來計算和測量，保證拉桿有效行程不低于達到最高拉伸速度時的最大行程；拉桿的直徑需要根據(jù)拉力(或載荷容量)和拉桿材質(zhì)來計算；空程筒長度要根據(jù)拉桿尺寸設計和計算。
[0018]為了保證試件拉伸時的方向精度，拉桿12和空程筒11采用同角度圓錐面配合，錐角范圍為5?15° ;
[0019]為了保證運動拉桿空程運動時不與空程筒干涉，空程筒11與拉桿12之間(拉桿錐面大端/空程筒主體段和空程筒錐面小端/拉桿主體段)留有間隙，間隙范圍在1_5_。
[0020]為了減少拉桿12與空程筒11接觸瞬間的空氣阻力，在空程筒11的圓錐面4上開通氣孔5，孔的范圍在2-10mm。
[0021]為了緩解拉桿12和空程筒11接觸時造成的沖擊，在空程筒11的下端加裝吸能的非金屬緩沖墊8。
[0022]本裝置也適用于材料的中低速度拉伸性能測試。
[0023]實施例:
[0024]為進行某粘彈性材料的高速(6000mm / min)性能測試，采取如圖2和3所示的拉伸試驗機及其加速過程過濾裝置，并綜合拉伸試件尺寸(試件長度70mm，標距120mm)、材料性能(伸長率最大120%，最大拉力200N)、拉伸試驗機加速特性(加速到6000mm /min距離為120mm)和制造使用等因素，確定拉桿材質(zhì)為30CrMnSi (表面淬火)，有效長度150_，拉桿直徑25_，頭部錐角12°，錐部長70_ ;空程筒(包括主筒段和錐面連接頭)采用螺紋兩段式連接，材質(zhì)也為30CrMnSi (主筒段調(diào)質(zhì)，連接頭表面淬火)，主筒段有效長度160mm (內(nèi)徑45mm，外徑56mm)，與錐面連接頭以M56螺紋連接；錐面連接頭的內(nèi)錐角與拉桿匹配，采用12°錐角，并在錐面處開直徑6_通孔；緩沖墊采用厚度為10_的硅橡膠，通過壓蓋以M72螺紋壓緊在錐面連接頭的下方。
[0025]使用時，首先將將裝置的空程筒11與拉伸試驗機橫梁14連接，拉桿12與拉伸試件17的試件上夾具16連接，并將拉伸傳感器13清零；然后降低拉伸試驗機橫梁14高直至拉桿12有效長度全部縮進空程筒11后安裝拉伸試件17到上下夾具中；最后啟動拉伸程序，控制空程筒11從拉桿12上方拉出并加速到設定速度后與拉桿錐面接觸，勻速拉動試件上夾具16運動，開始計時和試驗測試。
【權利要求】
1.一種高速拉伸試驗用加速過程過濾裝置，其特征在于:包括空程筒(11)和拉桿(12)，兩者配合采用套筒式結構，空程筒(11)與試驗機橫梁(14)連接，拉桿(12)與拉伸試件(17)的試件上夾具(16)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高速拉伸試驗用加速過程過濾裝置，其特征在于:空程筒(11)與拉桿(12)采用圓錐面配合。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種高速拉伸試驗用加速過程過濾裝置，其特征在于:錐角范圍為5?15°。
4.根據(jù)權利要求1或2或3任一所述的一種高速拉伸試驗用加速過程過濾裝置，其特征在于:空程筒(11)由主筒段(1)和錐面連接頭(6)組成，并以螺紋(2)連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種高速拉伸試驗用加速過程過濾裝置，其特征在于:錐面連接頭出)的圓錐面上開有排氣通孔(5)。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種高速拉伸試驗用加速過程過濾裝置，其特征在于:錐面連接頭(6)下面加裝緩沖墊(8)。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的一種高速拉伸試驗用加速過程過濾裝置，其特征在于:空程筒(11)與拉桿(12)之間留有間隙，間隙范圍在l_5mm。
8.一種高速拉伸試驗機，其特征在于:該拉伸試驗機采用帶有空程的拉伸結構，包括空程筒(11)和拉桿(12)，空程筒(11)和拉桿(12)之間的配合采用套筒式結構，空程筒(11)與試驗機橫梁(14)連接，拉桿與拉伸試件(17)的試件上夾具(16)連接。
【文檔編號】G01N3/02GK203551386SQ201320700430
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權日:2013年10月31日
【發(fā)明者】郭宇, 李樹謙, 王磊 申請人:中國航天科工集團第六研究院四十一所