[發明專利]一種板材厚向變形抗力自動測量系統

有效

• 申請號: 201910247870.1
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109975105B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 吳向東;張毅升;周應科;李小軍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種板材厚向變形抗力自動測量系統，其特征在于，包括自動檢測的板材厚向變形抗力試驗模具，所述自動檢測的板材厚向變形抗力試驗模具包括壓縮凹模、壓縮凸模、位移傳感器、載荷傳感器，其中所述壓縮凹模位于測量的試件上方，所述壓縮凸模位于試件下方，在與試件接觸的壓縮凸模上方設置有下壓縮塊，在與試件接觸的壓縮凹模下方設置上壓縮塊，所述上壓縮塊和下壓縮塊的結構相同；其中在凹模與上壓縮塊、壓縮凸模和下壓縮塊的連接處，分別設有略低于壓縮塊邊緣高度的直角滑道，所述直角滑道分別位于壓縮凹模和壓縮凸模中心；

所述板材厚向變形抗力自動測量系統還包括：測量桿和測量固塊；所述測量桿固定于測量固塊上，所述測量固塊依靠重力作用固定于壓縮凹模上；測量固塊上開設有固塊盲孔，所述固塊盲孔的直徑小于壓縮凹模盲孔直徑，壓縮凹模盲孔與固塊盲孔構成階梯孔，所述測量固塊下方，向內鉆取有較淺的圓形凹槽；所述測量固塊與外套筒螺紋嚙合，所述外套筒上方設有吊鉤；

所述測量桿采用階梯式分節結構，包括從上至下直徑依次遞減的上測量桿和從上至下直徑依次遞減的下測量桿，所述上測量桿在上部通過較大直徑與定位螺栓實現緊密聯合，并開設有防轉凹槽，中間部裝載有壓縮彈簧，下部的外部設有外螺紋，內部中心設有螺紋孔，外部通過定位螺帽安裝，通過階梯孔的阻礙作用以及彈簧的作用完成在一定范圍內的直線往復運動；

下測量桿上部與上測量桿下部中心的螺紋孔連接，并通過鎖緊螺母固定，下測量桿下方為帶有球角的直柱型探針，并與壓縮凸模的上表面接觸

所述壓縮凹模上設有用來安裝與固定測量桿的凹模盲孔；

所述壓縮凸模上設有安裝載荷傳感器的安裝孔，并安裝有載荷傳感器，載荷傳感器對壓縮過程中的載荷進行測量；壓縮凸模下方的橫截面縮小，并設置有與試驗機連接的圓孔通道；

位移傳感器對壓縮過程中壓縮凹模和壓縮凸模的位移變化進行測量；

所述上壓縮塊和下壓縮塊采用階梯式設計，具體為包括多段臺階，各臺階之間采用圓弧過渡，與試件接觸的最前端為平面結構，各臺階之間的尺寸關系符合如下關系：

d_i≤3d_i+1 (1)

b_i≤3b_i+1 (2)

h_i+1(b_i-b_i+1) (3)

h_i+1(d_i-d_i+1) (4)

式中，d_i為第i級臺階的長度，b_i為第i級臺階的寬度，h_i+1為第i+1臺階的高度，i為正整數。

2.根據權利要求1所述的一種板材厚向變形抗力自動測量系統，其特征在于：所述上壓縮塊和下壓縮塊均為四段臺階，即包括橫截上下橫截面積相同的第一臺階，以及橫截面積依次縮小的第二臺階、第三臺階和第四臺階。

3.根據權利要求1-2任一項所述的板材厚向變形抗力自動測量系統，其特征在于：所述壓縮凹模四周均勻分布有螺栓孔，通過固定螺栓與試驗機完成裝配。

4.根據權利要求3所述的一種板材厚向變形抗力自動測量系統，其特征在于：通過緊固螺栓的松緊程度控制上壓縮塊和下壓縮塊的安裝與更換。

5.利用權利要求4所述系統進行板材厚向變形抗力試驗的方法，其特征在于，包括如下步驟：使下壓縮塊上行，對試件進行壓縮，同時對底端球角施加向上的力，帶動整個測量桿向上移動，從而使上部測量引腳產生位移，而此時下部引腳保持不變，上下引腳之間產生位移變化；得到試件壓縮過程的壓縮形變；并由載荷傳感器測量其壓縮力，實驗結束后，下壓縮塊下行，同時下測量桿在壓縮彈簧的作用下行，回復原位。

6.如權利要求5所述的板材厚向變形抗力試驗的方法，其特征在于，具體操作步驟為：首先將上測量桿和下測量桿連接在一起，然后通過螺紋孔擰緊固定，穿入測量固塊開設的孔內，并將壓縮彈簧套入測量桿中部，依靠定位螺帽，防止彈簧彈出，從而組成可直線收縮的測量系統，將壓縮凹模與壓縮凸模通過相應的連接結構與試驗機相連接；

隨后將此可直線收縮的測量系統放置于壓縮凹模之上，將底端球角與壓縮凸模輕輕接觸；將直角定位塊、墊塊與安裝板放置于凹模上，安裝壓縮塊時，將其貼緊直角定位塊，然后取出，完成對壓縮塊對中度調試，擰緊直角滑道，固定壓縮塊，將測試試件放于上下壓縮塊中間，打開載荷傳感器與位移傳感器的數據顯示器，進行試驗。