[實用新型]一種對結構件在高低溫環境下的抗彎剛度測試裝置

有效

• 申請號: 201320582601.9
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN203629779U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 單曉杭;勵紅峰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01N3/18;G01B11/16
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本實用新型涉及構件高低溫環境條件下的抗彎剛度測試領域。?

背景技術

對結構件進行剛度測試時如無特殊要求通常都是在常溫下進行的，現有的剛度測試根據不同的測試要求和應用領域，有多種方法和結構，但是對于處于高低溫環境中的構件剛度測試，由于測試工裝夾具、加載機構等在高低溫環境下會產生變形，從而影響力的加載、力矩及角度的測量，再者因環境的過冷過熱，大多數測試用精密儀器或設備將無法正常使用，影響測試工作的進行。?

現階段高低溫下的抗彎剛度測試是在高低溫箱內進行的，所述機構件放置在高低溫箱內，所述被測件為懸臂梁。專利申請號為CN200810124707.8的“彎扭結構變形的激光放大測量方法”中提到了一種將激光發射器固定在構件待測轉角部位上，利用光杠桿原理將微小變形進行放大的一種構件剛度測試方法，可實現非接觸式測量。但是，對于高低溫下的剛度測試，激光發射器不能位于構件上，且測試過程中，還得考慮到機座的形變量。專利申請號為201110370253.4的“高低溫箱內被測件的三維變形測量裝置”以及專利申請號為201110370271.2的“高低溫箱內機械裝置三維微小變形的高精度測量系統”提供一種高低溫箱內構件三維變形的測量方法，但是此類方法只能跟隨某一點的三維位移，而剛度測試需獲得精確的加載力以及力臂的大小。?

發明內容

為了克服高低溫環境下的影響，提高抗彎剛度測試的可靠性及測量精度要求，本實用新型提供一種高精度加載及測量的高低溫環境下剛度測試裝置。?

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：?

一種對結構件在高低溫環境下的抗彎剛度測試裝置，其測試裝置包括激光測量組、氣浮裝置、升降裝置、移動橫梁、拉繩、高低溫箱。所述氣浮裝置包括氣浮軸、氣浮套。?

所述升降裝置位于高低溫箱外，所述移動橫梁套裝在升降裝置上可上下移動。?

所述氣浮裝置有兩套，所述氣浮裝置的氣浮軸通過氣浮軸承座固定在移動橫梁上，所述氣浮套套裝在所述氣浮軸上，所述氣浮軸上均安裝光柵位移傳感器和無線數據傳輸模塊。?

所述高低溫箱頂部有通孔，側面設有觀察窗。所述高低溫箱內放置被測件安裝座，所述被測件安裝座上安裝被測件。所述拉繩豎直穿過高低溫箱頂部的通孔連接氣浮套和被測件，所述第一拉繩中間套有彈簧，下端套裝在被測件連接被測件安裝座的一端，所述第二拉繩上端通過力傳感器與氣浮套連接。?

所述激光測量組包括角錐反光鏡、激光頭和計算模塊，所述激光頭固定在高低溫箱外且和高低溫箱側面的觀測窗位置相對，所述角錐反光鏡通過角錐反光鏡安裝座分別固定在被測件末端和被測件安裝座上，所述角錐反光鏡安裝座上的角錐反光鏡有兩個且間距為定值，所述每個激光頭對應一個角錐反光鏡。?

進一步，所述光柵位移傳感器、力傳感器和無線數據傳輸模塊由?電池供電。?

更進一步，所述拉繩為芳綸纖維繩。?

再進一步，所述升降裝置可以是如直線導軌和滾珠絲杠構成的可控制移動橫梁升降的裝置。?

本實用新型的測量方法為：?

1、調整激光頭，使得激光頭發射的激光束經角錐反光鏡反射，同一角錐反光鏡安裝座上的兩個角錐反光鏡間光程差為零。?

2、密封高低溫箱，使其達到測試所需溫度，待溫度平穩后，測量出第一拉繩和第二拉繩間的垂直距離L₀，光柵位移傳感器歸零。?

3、控制移動橫梁上下移動，通過第二拉繩施加拉力，通過力傳感器讀取實時拉力F的大小。?

4、利用氣浮軸上的光柵位移傳感器獲取氣浮套的偏移位移為X₁、X₂，設定一個正方向，則任意時刻力臂L=L₀+X₂-X₁。?

5、通過激光測量組測被測件轉角變形：施加彎矩后，被測件變形，激光束反射光程改變，同一角錐反光鏡安裝座上的兩個角錐反光鏡間距為d,兩者光程差記為s，則轉角變形θ=arcsin(s/2d)。被測件和被測件安裝座上均安裝有反射鏡，通過計算模塊獲得被測件上轉角變形測量值為θ1，被測件安裝座上轉角變形測量值為θ₂，被測件實際轉角變形即為θ'=θ1-θ₂。?

6、通過所測量的拉力F、力臂L、轉角變形θ'，繪制能反映被測件抗彎剛度的彎矩-角變形曲線。?

本實用新型的設計思路是：?