[發明專利]一種扭轉-拉伸耦合效應測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202010073769.1
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111272546B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 李道奎;崔達;李謹;周仕明
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/22
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種扭轉-拉伸耦合效應測量裝置，其特征在于，它包括試驗架(1)、加載裝置(4)和連接裝置(2)；

所述試驗架(1)用于固定和支撐所述連接裝置(2)、待測試驗件和加載裝置(4)；

所述連接裝置(2)用于將待測試驗件的一端連接在所述試驗架(1)上，并使連接后的待測試驗件的另一端豎直懸空；

所述加載裝置(4)用于從待測試驗件懸空端向待測試驗件施加大小相同方向相反的拉力以作扭矩，測量扭矩作用下待測試驗件結構產生的拉伸變形；

所述試驗架(1)包括架體和連接圓盤(12)；

所述架體為多根立柱連接上表面圓環組成的支撐結構，立柱的長度大于待測試驗件與加載裝置的長度之和以使連接后的待測試驗件與加載裝置整體懸空；

所述架體的上表面圓環上有穿過圓心連接圓環的橫桿，所述橫桿中心位置設置有三個通孔，圓心位置的第一通孔(111)用于與連接裝置(2)連接，兩邊的兩個第二通孔(112)用于連接所述連接圓盤(12)；所述架體的多根立柱之間還間隔設置有橫梁(13)，用于增強架體的穩定性；

所述連接圓盤(12)為圓盤外連接有圓環的結構，圓盤與圓環之間空隙形成滑槽(121)，所述滑槽(121)與圓盤圓心之間的距離與架體上表面橫桿上的第二通孔(112)與第一通孔(111)之間的距離相同，以通過尺寸匹配的螺釘螺母經橫桿上的第二通孔(112)和滑槽(121)將架體和連接圓盤(12)連接，轉動連接圓盤(12)使螺釘螺母在滑槽(121)內轉動以實現連接圓盤(12)下方的連接裝置(2)及待測試驗件轉動；

所述連接圓盤(12)的圓盤中心有中心通孔，與架體上表面橫桿上的第一通孔(111)位置對應，用于使連接件穿過與連接裝置(2)連接。

2.如權利要求1所述的扭轉-拉伸耦合效應測量裝置，其特征在于，所述加載裝置(4)包括螺桿(41)、與螺桿(41)配合的多個螺母(42)、滑線(43)和支架滑輪(44)；

所述螺桿(41)穿過待測試驗件懸空端上設置的垂直于豎直懸空方向的通孔并配合螺母(42)以夾持和固定待測試驗件；待測試驗件上的通孔穿過待測試驗件的橫截面中心；

所述滑線(43)、支架滑輪(44)、金屬桿(45)和砝碼托盤(46)的數量均為兩個，螺桿(41)的兩端各自連接一根滑線(43)；

每根滑線(43)經一個支架滑輪(44)的滑輪(441)橋接后另一端與一個金屬桿(45)的上端連接；每個金屬桿(45)的下端各設置一個砝碼托盤(46)；

所述支架滑輪(44)有支架(442)以將支架滑輪(44)支撐固定在試驗架(1)上；

通過兩個砝碼托盤(46)上分別施加同等重量的砝碼向待測試驗件施加等效扭矩。

3.如權利要求1所述的扭轉-拉伸耦合效應測量裝置，其特征在于，還包括變形測量裝置(5)，所述變形測量裝置(5)用于分析和計算待測試驗件在加載和卸載過程中的變形。

4.如權利要求2所述的扭轉-拉伸耦合效應測量裝置，其特征在于，所述連接裝置(2)包括夾具(21)；

所述夾具(21)呈U型，用于將待測試驗件固定在架體上表面的橫桿中間；U型底部中間有第三通孔(211)，用于夾具(21)與連接圓盤(12)和架體上表面的橫桿連接；所述夾具(21)U型兩個側邊上分別設有在同一軸線上的第四通孔(212)，用于連接待測試驗件。

5.如權利要求4所述的扭轉-拉伸耦合效應測量裝置，其特征在于，所述連接裝置(2)還包括夾塊(22)；

所述夾塊(22)為方形結構，其表面有位于中心位置的第七通孔(215)和沿中心對稱設置的多個第八通孔(216)；

所述夾塊(22)兩塊作為一組使用，分別用于設置在所述夾具(21)U型側邊的外側和內側，以夾持待測試驗件和U型的一個側邊；

所述夾塊(22)表面的第七通孔(215)與夾具U型側邊上的第四通孔(212)的位置對應，用于供連接夾具(21)與待測試驗件的連接件穿過；

所述第八通孔(216)位于待測試驗件與夾具(21)的連接位置之外，緊固件穿過兩塊夾塊(22)對應位置的第八通孔將兩塊夾塊(22)連接，以將夾持的待測試驗件與U型的一個側邊緊固。