[發(fā)明專利]一種高速動態(tài)壓縮試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410550001.3
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104237014A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賴興華;黃毅;曹家健;尹斌;王磊;夏勇;周青
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)蘇州汽車研究院
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi);汪青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料力學(xué)性能動態(tài)測試與表征領(lǐng)域，用于汽車、航空等行業(yè)，具體涉及一種高速動態(tài)壓縮試驗裝置。

背景技術(shù)

汽車發(fā)生碰撞時，許多車用材料如高強鋼、塑料、復(fù)合材料等均會遭受不同程度的壓縮變形，嚴(yán)重時會導(dǎo)致材料的失效及斷裂，因此研究車用材料的動態(tài)壓縮性能極為重要。目前，材料壓縮性能的測試儀器主要有電子萬能試驗機和落錘實驗臺。其中，電子萬能試驗機主要適用于準(zhǔn)靜態(tài)或較低應(yīng)變率下的壓縮試驗，無法實現(xiàn)高速動態(tài)壓縮，但對于高強鋼、塑料、泡沫等材料，我們更加關(guān)注材料在中、高應(yīng)變率（1~1000/s）加載下的力學(xué)特性；落錘試驗臺可以實現(xiàn)高速動態(tài)壓縮，能滿足特定的接觸速度要求，但在加載過程中速度將會發(fā)生變化，即非恒速加載，沖擊過程中存在能量損失。

高速拉伸試驗機主要用于測試金屬、復(fù)合材料、塑料等材料及零部件在高應(yīng)變速率載荷作用下的力學(xué)性能，已廣泛應(yīng)用在新材料研發(fā)、航空航天及汽車等領(lǐng)域，如測量汽車高強鋼板在高應(yīng)變率下的材料參數(shù)。該設(shè)備擁有先進的拉伸夾具，目前主要用做材料的拉伸試驗，同時該設(shè)備軟件程序中具有沖擊壓縮的功能，但受限于設(shè)備硬件，如果直接用于壓縮試驗，容易產(chǎn)生失穩(wěn)并對設(shè)備造成損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于高速拉伸試驗機上的高速動態(tài)壓縮試驗裝置，該高速動態(tài)壓縮試驗裝置能夠用于實現(xiàn)低、中、高不同應(yīng)變率加載下的恒速壓縮加載，安全可靠。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

高速動態(tài)壓縮試驗裝置，包括用于安裝試件的安裝臺及用于對所述試件進行壓縮加載的加載機構(gòu)，所述加載機構(gòu)包括用于壓縮所述試件的壓板及一端與所述壓板固定連接的壓桿，所述加載機構(gòu)還包括通過卸載桿與所述壓桿的另一端相連的連接桿，所述連接桿具有空腔，所述壓桿的另一端位于所述空腔內(nèi)并且所述壓桿的延伸方向與所述連接桿的延伸方向相同。

所述卸載桿穿過所述壓桿設(shè)置，并且所述卸載桿的兩端部分別穿過所述連接桿的對應(yīng)兩側(cè)壁而延伸至所述連接桿外。

所述卸載桿的兩端部分別通過緊固件與所述連接桿固定連接。

所述卸載桿的延伸方向垂直于所述連接桿的延伸方向。

所述卸載桿的位于所述連接桿的內(nèi)側(cè)壁與所述壓桿之間的部位上開設(shè)有多個缺口。

多個所述缺口對稱分布在所述卸載桿的對稱二側(cè)面。

所述空腔內(nèi)填充有緩沖材料層，所述緩沖材料層的一面與所述壓桿的另一端部相接觸，而另一面與所述連接桿相接觸。

所述壓桿和所述連接桿之間設(shè)置有密封環(huán)。

所述高速動態(tài)壓縮試驗裝置還包括導(dǎo)向機構(gòu)，所述導(dǎo)向機構(gòu)包括固定設(shè)置在所述安裝臺側(cè)方的支撐座、與所述支撐座固定連接的導(dǎo)桿及沿所述導(dǎo)桿的長度方向滑動地設(shè)置在所述導(dǎo)桿上的滑套，所述加載機構(gòu)還包括固定連接在所述壓桿和所述壓板之間的連接板，所述連接板的側(cè)部與所述滑套固定連接。

所述導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)置有2個，2個所述導(dǎo)向機構(gòu)對稱設(shè)置在所述安裝臺的二側(cè)，所述連接板的兩側(cè)部分別與兩側(cè)的所述滑套固定連接。

由于以上技術(shù)方案的實施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：

本發(fā)明的高速動態(tài)壓縮試驗裝置具有卸載桿，可以通過將卸載桿設(shè)計成不同形狀和尺寸，實現(xiàn)不同額定力值的卸載實驗。

本發(fā)明的高速動態(tài)壓縮試驗裝置能夠?qū)崿F(xiàn)高速動態(tài)壓縮，保持恒速加載，并可以實現(xiàn)低、中、高不同應(yīng)變率下的壓縮加載試驗。

本發(fā)明的高速動態(tài)壓縮試驗裝置結(jié)構(gòu)相對簡單，制造成本較低，安全可靠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明高速動態(tài)壓縮試驗裝置的立體圖；

圖2為圖1中連接桿與壓桿連接處的A-A向剖視圖；

圖3為本發(fā)明高速動態(tài)壓縮試驗裝置的側(cè)視圖；

圖4為本發(fā)明高速動態(tài)壓縮試驗裝置的卸載桿的立體圖；

圖5為本發(fā)明高速動態(tài)壓縮試驗裝置的卸載桿的側(cè)視圖；

圖中：1、連接桿；2、緊固件；3、壓桿；4、連接板；5、壓板；6、滑套；7、導(dǎo)桿；8、空腔；9、支撐座；10、高速拉伸試驗機試驗臺；11、傳感器底座；12、傳感器；13、安裝臺；14、試件；15、緩沖材料層；16、卸載桿；17、密封環(huán)；18、T型槽；19、缺口。

具體實施方式

以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進一步描述：