[發明專利]一種適用于材料拉伸試驗的位移測量裝置及試驗機

在審

• 申請號: 201810270428.6
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108562489A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 祝文君;強偉樂;井國慶;黃剛
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01B21/02
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 孫海波

本發明提供一種適用于材料拉伸試驗的位移測量裝置，包括上下兩個固定臺，還包括兩個及以上數量的直線位移傳感器，所述直線位移傳感器在拉伸過程中探測發生的位移且與分析設備信號連接。還提供一種適用于材料拉伸試驗的試驗機，采用本發明所述的位移測量裝置。本發明中的位移測量裝置及試驗機能很好的滿足材料拉伸試驗中全過程位移測量的需求，能夠獲得準確的材料應力?應變全過程曲線，不采用引伸計，解決了引伸計測量法中需提前松開引伸計和不能測得應力?應變全過程曲線的問題，避免了試樣斷裂時引伸計被損壞，簡化了材料拉伸試驗的操作步驟；使用范圍廣，不受材料的尺寸限制或斷裂伸長率的大小限制，可以用于大尺寸材料及斷裂伸長率大的拉伸試驗中的位移測量。

技術領域

本發明屬于材料應力-應變測試領域，具體地，涉及一種適用于材料拉伸試驗的位移測量裝置及試驗機，采用該位移測量裝置及試驗機可得到應力-應變全曲線。

背景技術

拉伸試驗是材料力學領域最基本的試驗之一，通過測定待測試件在承受軸向拉伸荷載作用下的力學特性，可以得到材料的一些基本力學性能參數，如彈性模量、伸長率、屈服強度和抗拉強度等等。這些性能指標對于新材料和新產品的選材、設計和研制有十分重要的意義，另外，在材料的驗收和產品的安全性能評估上，拉伸試驗亦是必不可少。

在拉伸試驗的測量數據中，應力-應變曲線圖是最直接、最常見的成果。目前在測材料的應力-應變曲線時，為了保證試驗結果的準確性和可靠性，一般采用試驗機上搭配使用引伸計的方法，引伸計是測量待測試件位移的儀器，在試驗之前，常常用橡皮筋把引伸計的兩個刀口固定在試件的標距上。但是，為了避免引伸計在試件斷裂時被損壞，在試件接近斷裂前應當松開引伸計的一個刀口。

引伸計雖然可以排除試驗機齒輪空轉和試件非測量部分位移的干擾，但是也有幾個缺點：

（1）不能測出材料的應力-應變全過程曲線，即使通過數學方法得到了應力-應變全曲線，也是不準確的，可靠性未知。

（2）試驗時，松開引伸計的時間點不好控制，如果松開晚了，會損壞引伸計。

（3）試驗步驟繁瑣，需要多出一人來操作引伸計。

目前，也有針對類似問題的新試驗裝置和方法，例如，使用非接觸式視頻引伸計，但是這些裝置或方法也有相應的缺點：

（1）裝置價格昂貴。

（2）測量精度和穩定性還需提高。

為了避免引伸計精度受到影響或報廢，公開號為CN105158068A的中國發明專利提供了一種用于拉伸試驗的位移測量裝置，包括上橫桿、立柱和下橫桿；下橫桿的一端與立柱連接，下橫桿的另一端與下測量桿連接；支承框架具有第一連接端、第二連接端和第三連接端，導向管的上端與第一連接端連接，第二連接端上沿豎直方向設置有第二通孔，上測量桿穿過第二通孔且下端抵靠在下測量桿上，上測量桿與第二通孔之間存在間隙，限位件設置在上測量桿上且位于第二連接端的上方，限位件與第二連接端之間的最短距離≤安裝的引伸計的量程，第三連接端與上橫桿連接；上橫桿和下橫桿沿水平方向設置，立柱、導向管、上測量桿和下測量桿沿豎直方向設置。該裝置可以保護引伸計不被損壞和保證精度，而且可以降低操作員的勞動強度，提高生產試驗效率，降低成本。

但是，以上現有技術中仍然用到引伸計，且引伸計量程固定，在試驗斷裂伸長率較大的材料時，仍然無法測得完整的應力-應變曲線，而且主要適用于高溫拉伸試驗，沒有給出常溫下的裝置。因此，一種新的拉伸試驗裝置應運而生，該裝置結構簡單，能測得應力-應變全過程曲線，且結構簡單、操作簡便和精度較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種與以上現有技術思路不同的拉伸試驗中的位移測量裝置，該裝置不采用引伸計，解放了勞動力，還可解決使用引伸計的傳統測量方法不能完整測量出應力-應變全曲線的缺陷，保證測量結果的準確性，滿足工程及科研要求，還有利于實現測量自動化。