[發明專利]測量試件的力學性能的裝置

有效

• 申請號: 201510260058.4
• 申請日: 2015-05-20
• 公開（公告）號: CN104865138B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 尹高紀;龔潔;肖海濤;孫立志;周大永;劉衛國;吳成明;馮擎峰
• 申請（專利權）人: 浙江吉利汽車研究院有限公司;浙江吉利控股集團有限公司
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20;G01N3/04
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙)11391
• 代理人: 范曉斌,梁田

技術領域

本發明涉及力學性能測量設備技術領域，特別是涉及一種測量試件的力學性能的裝置。

背景技術

在一些機械零件、工程結構的專業試驗室中常用到三點彎曲試驗測試設備，該設備具有安裝與調試方便、操作簡單以及試驗數據精度高等優點，能夠大幅度地提高試驗的準確性和可靠性。在三點彎曲測試中，試驗裝置與測試方法是獲得試件準確測量數據的一個重要保證。

目前，針對三點彎曲的力學測試方法與裝置很多，但是往往不同形狀的試件，或是同一形狀不同尺寸的試件，就需要不同的試驗裝置。并且對于不同的測試也沒有根據試件的特點提出相應的測試方法，因此給三點彎曲試驗測試帶來了諸多的不便，降低了其測試結果的準確性與可靠性。

三點彎曲試驗是檢測試件抗彎能力的重要測試方法，其在靜態和動態下的強度存在著較大差異，故試件的三點彎曲試驗也可分為靜態測試和動態測試。很多結構梁(如汽車的前橫梁、車門防撞梁等)更側重高應變率和大變形下的動態強度考慮，但實際測試中，靜態、平直的結構件三點彎曲試驗進行的較多，而動態且非平直的結構梁(如汽車前橫梁)試驗幾乎難以進行。究其原因，主要存在以下問題：由于試件是自由地垂直放置在兩個固定的支撐座上，這樣在壓頭或撞擊頭撞擊試件時，試件與支撐座的支撐點的狀態不穩定。特別是當動態沖擊時，在試件變形彎曲的過程中，試件與支撐點之間會發生相對移動，使得試件在支撐座上的位置跑偏，并且不易察覺，這與實際碰撞過程中試件的支撐點相對于試件不變的情況不符合。對于非平直的試件，更難以保證試件與測量裝置之間放置狀態的穩定性，也難以保證試驗過程中特別是動態撞擊中的穩定性，因而試驗精度也無法保證。由于試件與支撐點之間容易發生相對移動，穩定性差，會導致試件的受力情況發生較大的改變。因此，目前動態的三點彎曲試驗也僅針對較平直的試件進行。

另外，由于目前的試件一般是依靠重力自由地垂直放置在支撐座上，其加載為垂直方向，對于動態試驗來說，只能使用落錘沖擊設備來對試件進行撞擊，由于受到落錘的高度的限制，落錘的速度也受到很大限制，一般不超過10m/s。在實際的撞擊中，汽車前橫梁通常要考慮14m/s或18m/s的撞擊速度，因此目前的動態測試還不能夠滿足試件在實際當中受到的較高變形速度的需求。

發明內容

本發明的一個目的是要提供一種測量試件的力學性能的裝置，解決了現有技術中采用三點彎曲法測量試件過程中試件與支撐點之間容易發生相對移動以至于穩定性較差，導致試件的受力情況與實際不符的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種測量試件的力學性能的裝置，用于基于三點彎曲法測量長形試件的抗彎強度，該裝置包括：基座；以及第一支撐構件和第二支撐構件，第一支撐構件和第二支撐構件連接至基座并且沿橫向間隔開；其中，第一支撐構件包括：第一擺桿，第一擺桿經由第一擺桿轉軸可轉動地連接至基座，并且被約束成僅能夠在垂直于第一擺桿轉軸的轉動平面內轉動；和第一夾具，用于在試件的第一夾持位置處夾持試件；第一夾具經由與第一擺桿轉軸平行的第一夾具轉軸可轉動地連接至第一擺桿，并且被約束成僅能夠在與轉動平面平行或共面的平面內轉動；其中，第二支撐構件包括：第二擺桿，第二擺桿經由與第一擺桿轉軸平行的第二擺桿轉軸可轉動地連接至基座，并且被約束成僅能夠在與轉動平面平行或共面的平面內轉動；第二夾具，用于在沿試件的長度方向遠離第一夾持位置的第二夾持位置處夾持試件；第二夾具經由與第一擺桿轉軸平行的第二夾具轉軸可轉動地連接至第二擺桿，并且被約束成在與轉動平面平行或共面的平面內轉動；其中，該裝置還包括轉動約束構件，用于將第一擺桿和第二擺桿約束成僅能夠沿相反的方向轉動。

進一步地，第一擺桿、第一夾具、第二擺桿和第二夾具設置成在第一擺桿的轉動平面內轉動。

進一步地，第一擺桿和第二擺桿為長形，沿第一擺桿的長度方向，在第一擺桿轉軸的兩側，第一擺桿分別具有第一上連接位置和第一下連接位置；沿第二擺桿的長度方向，在第二擺桿轉軸的兩側，第二擺桿分別具有第二上連接位置和第二下連接位置；轉動約束構件包括：第一連接件和/或第二連接件。第一連接件在第一擺桿的第一上連接位置處與第二擺桿的第二下連接位置處分別與第一擺桿和第二擺桿可轉動地連接。第二連接件在第二擺桿的第二上連接位置與第一擺桿的第一下連接位置處分別與第二擺桿和第一擺桿可轉動地連接。第二連接件與第一連接件的延伸方向形成交叉。

進一步地，第一連接件和第二連接件由柔性拉索形成；或者，第一連接件和第二連接件由剛性拉桿形成。