[發明專利]薄壁加壓結構彈塑性變形實驗研究裝置

有效

• 申請號: 201310238255.7
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103353430A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 鄭祥模
• 申請（專利權）人: 鄭祥模
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及科學實驗研究裝置與儀器領域，尤其是一種用于研究薄壁加壓結構彈塑性變形理論的實驗研究裝置。

背景技術

在分析薄壁加壓結構之前，首先對工程結構中的薄板進行介紹。在工程研究中，通常將“板”分為薄板、厚板和薄膜三類。所謂薄板，通常滿足以下假定情況，即（1/80～1/100）≤h/b≤（1/5～1/8）。薄壁加壓結構中的薄壁，屬于工程中的薄板范疇，而非薄膜范疇。薄壁加壓結構除了滿足以上假定情況之外，還需滿足以下條件：第一，變形前垂直于中面的任一直線段，變形后，仍為直線，并垂直于變形后的彈性曲面，且長度不變；第二，垂直于板中面方向的應力最小，可略去不計；第三，最大撓度與板厚之比在1/10～1/5，或者最大撓度與最小邊長之比不大于1/50。

基于上述基礎，說明書附圖中的圖2給出了一種薄壁加壓結構，為圓形薄壁加壓結構，當然，薄壁加壓結構的薄壁形狀可為方形及其他形狀。

對于薄壁加壓結構的彈塑性變形理論及實驗的研究，對工程實踐具有重大的指導價值。薄壁加壓結構的彈塑性變形，在微位移機構、納微級驅動、微間隙補償等方面，與其他方式（例如機械傳動微位移機構、熱變形微位移機構、磁致式微位移機構、壓電式微位移機構等）相比，具有微變形分辨率高、可控性強、支撐剛度大等顯著優勢，尤其是在工作臺微進給、機床主軸微進給、導軌微間隙補償等方面具有重要的工程應用價值。

對于薄壁加壓結構的彈塑性變形的實驗研究裝置，有人提出了針對薄壁加壓結構靜態靈敏度S特性研究的實驗裝置，未見到針對薄壁加壓結構抗壓靈敏度S’特性研究的實驗裝置，與此同時，現有的實驗裝置，給薄壁加壓結構施加可調、可讀、可復現的壓力值的系統主要有兩大類：液壓閥控制的液壓站系統及手動加壓系統。兩類系統分別存在著以下的不足：第一，液壓閥控制的液壓站系統的壓力值是由壓力閥調定，如果普通壓力控制閥進行調節，調壓精度不高，會對實驗結果造出較大的誤差，如果應用伺服壓力閥進行調節，液壓站系統的實驗成本顯著提升；第二，對于現有的手動加壓系統，基本采用手動泵進行加壓，手動泵的調壓精度遠遠無法滿足實驗精確測壓的需求，同時，手動泵在高壓段對壓力值的控制非常困難，且手動泵無法實現往復的加、減壓調壓，實驗操作的便利性大打折扣。

發明內容

為了克服現有的薄壁加壓結構彈塑性變形實驗研究裝置成本高、手動調壓系統調壓精度無法滿足實驗需求，操作便利性差的不足，本發明提出了一種調壓分辨率高達0.1MPA，手動操作非常便利，大大降低實驗設備開發成本的實驗裝置，該裝置同時能對薄壁加壓結構抗壓靈敏度S’特性開展相關的實驗研究。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種薄壁加壓結構彈塑性變形實驗研究裝置，由注油模塊、壓力表、實驗測試件、微變形測試儀器及壓力加載系統組成，其特征在于，所述注油模塊、實驗測試件及微變形測試儀器可調節地固定在高剛度鑄鐵測試臺上，所述注油模塊包括手動泵與截止閥，所述手動泵的出油管接在截止閥入油口；所述實驗測試件上設置薄壁加壓結構，所述薄壁加壓結構包括薄壁、端蓋、O型密封圈及加壓油道；所述微變形測試儀器為接觸式高精度位移傳感器，傳感器探針抵觸在薄壁加壓結構變形的測試點上；所述壓力加載系統包括加載板、載荷顯示系統、緊固梯形螺釘；所述實驗研究裝置還包括柱塞精密加壓泵，其由柱塞加壓結構、機械驅動結構及機架構成，所述機架包括底板、前支撐立板、后支撐立板，所述柱塞加壓結構包括外缸體、柱塞導套、柱塞、缸體端蓋，所述柱塞導套安裝在外缸體內部，所述柱塞套裝在所述柱塞導套內，并可引著所述柱塞導套內孔前后運動，所述機械驅動結構包括梯形絲桿機構、行星齒輪減速機構及導軌結構，所述導軌結構包括導軌拉桿、導套、絲桿螺母固定板、柱塞驅動套筒，所述梯形絲桿機構包括梯形絲桿軸與絲桿螺母，所述行星齒輪減速機構包括太陽輪、行星輪、外齒圈及行星輪架；所述截止閥的出油口連接到柱塞精密加壓泵的注油口，所述柱塞精密加壓泵的出油口連接到壓力表緩沖座，壓力表緩沖座出油口與實驗測試件的入油口連接。