[發(fā)明專利]一種測(cè)試磁敏彈性體磁致力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210187441.8
• 申請(qǐng)日: 2012-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN102680323A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫凌玉;陳衛(wèi)衛(wèi);馬付俊;李偉;冷鼎新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/24;G01R33/18
• 代理公司: 北京慧泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

（一）技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測(cè)試磁敏彈性體磁致力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置，具體涉及一種基于力-磁耦合原理測(cè)試材料磁致力學(xué)特性的磁場(chǎng)發(fā)生、力學(xué)加載及測(cè)量裝置，它主要用于磁敏彈性體在不同大小磁場(chǎng)中磁致伸縮、磁致拉壓及磁致剪切特性的測(cè)量。屬于鐵磁復(fù)合材料力磁耦合參數(shù)及其特性測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。

（二）背景技術(shù)

目前，無(wú)論材料在磁場(chǎng)中的磁學(xué)特性還是在結(jié)構(gòu)場(chǎng)中的力學(xué)特性測(cè)試技術(shù)均已發(fā)展成熟，各類磁學(xué)測(cè)試儀器（高斯計(jì)等）及力學(xué)測(cè)試儀器（萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等）都已產(chǎn)品化。但是對(duì)材料力磁耦合行為的研究尚不夠深入，相應(yīng)研究力磁耦合效應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備和儀器十分缺少。在文獻(xiàn)中曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的少量自制力磁測(cè)試設(shè)備均存在各類缺陷，比如：成本高、通用性差和測(cè)試儀器易受電磁場(chǎng)干擾等。

（三）發(fā)明內(nèi)容

1、發(fā)明目的：

本發(fā)明的目的是提供一種測(cè)試磁敏彈性體磁致力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置，它是一種在具體試驗(yàn)中通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度和更換夾具來(lái)進(jìn)行不同磁場(chǎng)下磁敏彈性體磁致伸縮、磁致拉壓及磁致剪切特性的通用試驗(yàn)裝置。

2、技術(shù)方案：

本發(fā)明一種測(cè)試磁敏彈性體磁致力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置，如圖1（a）、圖1（b）所示，該裝置包括以下部件：上連接件1、加載端鐵心2、六角螺栓3、上端蓋4、第一勵(lì)磁線圈5、第二勵(lì)磁線圈6、L型鐵心7、下端蓋8、六角螺栓9和下連接件10。它們之間的位置連接關(guān)系是：上連接件1通過(guò)自身螺紋與加載端鐵心2相連；加載端鐵心2處于左右對(duì)稱的上端蓋4之間；上端蓋4通過(guò)六角螺栓3與L型鐵心7相連；第一勵(lì)磁線圈5與第二勵(lì)磁線圈6沿中心軸上下各放置一個(gè)；下端蓋8通過(guò)六角螺栓9與L型鐵心7相連；下連接件10通過(guò)自身螺紋與下端蓋8相連；該裝置整體通過(guò)上連接件1和下連接件10與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)連接。

所述上連接件1為帶螺紋和定位銷孔的階梯軸鋁合金件，是不導(dǎo)磁件；

所述加載端鐵心2為長(zhǎng)方體構(gòu)件，材料選擇電工純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率均很高的材料，拉壓與剪切試驗(yàn)中采用不同加載端鐵心2；

所述六角螺栓3為按需選購(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)件，數(shù)量為前后各一、左右對(duì)稱共四件；

所述上端蓋4為開有螺栓連接孔的長(zhǎng)方體構(gòu)件，材料選擇電工純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率均很高的材料，數(shù)量為左右對(duì)稱的兩件，拉壓與剪切試驗(yàn)中采用不同上端蓋4；

所述第一勵(lì)磁線圈5為自制件，由漆包銅導(dǎo)線繞制；

所述第二勵(lì)磁線圈6為自制件，由漆包銅導(dǎo)線繞制；

所述L型鐵心7為長(zhǎng)方形截面L型件，材料選擇電工純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率均很高的材料，數(shù)量為左右對(duì)稱的兩件；

所述下端蓋8為開有螺栓連接孔的“T”字型或倒“凸”字型長(zhǎng)方形截面構(gòu)件，材料選擇電工純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率均很高的材料，拉壓與剪切試驗(yàn)中采用不同下端蓋8；

所述六角螺栓9為標(biāo)準(zhǔn)件，數(shù)量為前后各一、左右對(duì)稱共四件；

所述下連接件10為帶螺紋和定位銷孔的階梯軸鋁合金件，是不導(dǎo)磁件。

本發(fā)明的工作原理及流程如下：首先，將上連接件1和下連接件10與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)連接；磁致伸縮工況如圖1（a）所示，磁敏彈性體試件放置于下端蓋8之上，對(duì)第一勵(lì)磁線圈5及第二勵(lì)磁線圈6通電，在磁敏彈性體試件區(qū)域產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)，測(cè)試磁敏彈性體試件在磁場(chǎng)作用下的變形參數(shù)；拉壓工況如圖1（a）所示，磁敏彈性體試件連接于加載端鐵心2與下端蓋8之間，對(duì)第一勵(lì)磁線圈5及第二勵(lì)磁線圈6通電，在磁敏彈性體試件區(qū)域產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)，通過(guò)加載端鐵心2對(duì)磁敏彈性體試件施加拉壓載荷，并進(jìn)行相關(guān)測(cè)量；剪切工況如圖1（b）所示，兩個(gè)相同尺寸磁敏彈性體試件左右對(duì)稱連接于加載端鐵心2與上端蓋4之間，對(duì)第一勵(lì)磁線圈5及第二勵(lì)磁線圈6通電，在磁敏彈性體試件區(qū)域產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)，通過(guò)加載端鐵心2對(duì)磁敏彈性體試件施加剪切載荷，并進(jìn)行相關(guān)測(cè)量。

本發(fā)明將磁致伸縮、磁致拉壓模量及磁致剪切模量的測(cè)量集成到一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的平臺(tái)中，將傳統(tǒng)力學(xué)測(cè)試設(shè)備與磁學(xué)測(cè)試設(shè)備相連接，形成一個(gè)具有通用性的磁敏彈性體力磁耦合效應(yīng)測(cè)試試驗(yàn)裝置。

3、優(yōu)點(diǎn)及功效：本發(fā)明一種測(cè)試磁敏彈性體磁致力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置，其優(yōu)點(diǎn)如下：

1.將磁場(chǎng)發(fā)生裝置與專用夾具結(jié)合為一體，和傳統(tǒng)力磁耦合測(cè)試裝置相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕。

2.與傳統(tǒng)力學(xué)試驗(yàn)設(shè)備（萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等）的連接通過(guò)改變上下連接件形式及尺寸即可，費(fèi)用更低，使用更方便。

3.將磁致伸縮、磁致拉壓模量及磁致剪切模量的測(cè)量集成到同一平臺(tái)上，減少試驗(yàn)設(shè)備費(fèi)用。