[發明專利]一種凸輪式雙向拉伸實驗裝置

有效

• 申請號: 201811628832.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109813598B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 韓碩;常穎;李曉東;王寶堂
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發明提供一種凸輪式雙向拉伸實驗裝置，包括：固定在電機支撐座上的電機；滑軌座，其底部一端與電機支撐座固定，其中部設有用于電機的電機軸穿過的中心孔；滑軌座背對電機的一側端面上設有供滑塊滑動的軌道，軌道兩兩相對設置且在上下左右四個方向延伸；凸輪，其中部的凸緣穿過滑軌座的中心孔與電機軸螺接；雙拉試樣通過雙拉試樣壓板與滑塊固定；凸輪在雙拉試樣與滑軌座之間，凸輪在電機的帶動下與滑塊構成對心平底推桿盤形凸輪機構，滑塊在凸輪的帶動下保持勻速運動，從而帶動雙拉試樣沿著軌道方向運動，實現雙向拉伸的目的。本發明具有易于加工，零件數目少，結構簡單緊湊且易于測量的優點，能夠達到雙向拉伸實驗要求。

技術領域

本發明涉及材料力學性能測試領域，具體而言，尤其涉及一種凸輪式雙向拉伸實驗裝置。

背景技術

雙向拉伸實驗是一種應用在材料測試領域中的重要實驗手段。大量材料具有各向異性的特點，即不同方向的力學行為有差異。為了研究其在不同方向上的力學行為，設計了雙向拉伸裝置來滿足要求。雙向拉伸實驗的目的是測量材料在兩個互相垂直方向上的力學行為規律。對于金屬板材而言，雙向拉伸試驗裝置可以獲取在不同加載情況下材料的力學性能，并可以通過雙向拉伸實驗獲得材料的屈服面。獲得準確的屈服面，可以提高金屬板材數值仿真的準確性，有利于金屬板材的成形應用。因此雙向拉伸實驗裝置是一種重要的材料性能測試設備。

目前，已經有實驗儀器制造公司生產出雙向拉伸實驗裝置，例如MTS和Zwick公司，但其價格極其昂貴，大部分材料研究人員并不能夠承擔其昂貴費用。多數研究人員采取自行設計實驗裝置的方法來滿足實驗要求。但其結構大多較為復雜，有的采用液壓裝置，有的采用四電機驅動，這樣使得裝置復雜，不利于加工和測量。

綜上，一種可以實現雙向拉伸實驗，并具有結構簡單、成本低、體積小等優點的雙向拉伸實驗裝置亟待研發。

發明內容

根據上述提出現有雙向拉伸實驗儀器價格高昂、自制裝置結構復雜等技術問題，而提供一種凸輪式雙向拉伸實驗裝置。本發明主要通過由電機帶動具有預設輪廓線的凸輪與滑塊的配合旋轉，使得滑塊沿著滑軌座中的軌道滑動，帶動雙拉試樣沿著軌道方向運動，從而實現雙向拉伸的目的。

本發明采用的技術手段如下：

一種凸輪式雙向拉伸實驗裝置，其特征在于，包括：

電機，固定在電機支撐座上，用于提供所述實驗裝置所需的動力；

滑軌座，作為所述實驗裝置的承載部，其底部一端與所述電機支撐座固定，其中部設有用于所述電機的電機軸穿過的中心孔；所述滑軌座背對所述電機的一側端面上設有供滑塊滑動的軌道，所述軌道兩兩相對設置且在上下左右四個方向延伸；

凸輪，其中部的凸緣穿過所述滑軌座的中心孔與所述電機軸螺接，所述凸輪的旋緊方向與所述電機的旋轉方向相反；

雙拉試樣，通過雙拉試樣壓板與所述滑塊固定；

所述凸輪在所述雙拉試樣與所述滑軌座之間，所述凸輪在所述電機的帶動下與所述滑塊構成對心平底推桿盤形凸輪機構，所述滑塊在所述凸輪的帶動下保持勻速運動，從而帶動所述雙拉試樣沿著軌道方向進行雙向拉伸。

優選地，本發明的雙拉試樣可通過所述雙拉試樣壓板配合圓柱頭內六角螺釘I進行固定，這樣使所述雙拉試樣在固定端的載荷分布更均勻，避免直接用螺釘固定造成局部應力集中，影響實驗結果。

所述凸輪驅動所述滑塊沿所述滑軌座中的軌道滑動，帶動固定在所述滑塊上的所述雙拉試樣沿著軌道方向拉伸。

上述的所述凸輪與所述電機軸采用螺紋連接，是為了防止在旋轉過程中螺紋連接處發生松動。所述凸輪的旋緊方向與所述電機的旋轉方向是相反的。如果兩者方向相同，在開始旋轉的瞬間，所述凸輪由于慣性還保持靜止狀態，這種慣性力與旋轉方向正好相反，可使所述凸輪松動。因此設計的所述凸輪的旋緊方向和所述電機軸的旋轉方向反向。