[發(fā)明專利]低頻振動輔助等溫拉伸表征測定裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011488525.6
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112697606A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莊新村;許亞坤;鄭啟德;趙震
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 上海交達專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種低頻振動輔助等溫拉伸表征測定裝置，其特征在于，包括：設(shè)置于萬能試驗機上的液壓激振裝置和溫度控制裝置，以及信息采集系統(tǒng)其中：待測金屬試樣設(shè)置于萬能試驗機上，溫度控制裝置對待測試樣進行加熱并保溫的同時液壓激振裝置通過夾頭對待測金屬試樣施加振動，整個過程中萬能試驗機保持對待測金屬試樣的夾持并測試，由信息采集系統(tǒng)采集等溫振動條件下的材料力學(xué)性能；

所述的溫度控制裝置包括：中頻感應(yīng)加熱電源、中頻感應(yīng)加熱機分機和帶有鐵磁體的感應(yīng)加熱線圈，以及通過氣管連接的空氣壓縮機和空氣噴嘴，其中：加熱電源為加熱線圈提供交變電流，加熱分機與加熱線圈連接，加熱線圈和噴嘴均設(shè)置于待測試樣旁；

所述的液壓激振裝置包括：通過高頻伺服閥連接的激振缸和液壓站。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻振動輔助等溫拉伸表征測定裝置，其特征是，所述的激振缸包括：激振桿、磁環(huán)、油缸、有桿油腔和無桿油腔，其中：磁環(huán)設(shè)置于激振桿的內(nèi)部，有桿油腔位于激振桿的上方，無桿油腔位于激振桿的下方，有桿油腔和無桿油腔通過液壓管道與伺服閥的工作油口連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻振動輔助等溫拉伸表征測定裝置，其特征是，所述的加熱線圈內(nèi)設(shè)有高壓循環(huán)水以防止線圈過熱損壞。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻振動輔助等溫拉伸表征測定裝置，其特征是，所述的信息采集系統(tǒng)，包括：拉伸模塊、激振模塊、溫控模塊以及總控制器，其中：拉伸模塊采集電子萬能試驗機的活動橫梁運動信息并將信息通過電腦輸出計算，激振模塊通過設(shè)置在激振缸內(nèi)部的位移傳感器采集激振幅值傳輸至PLC位置控制單元，并轉(zhuǎn)換為激振信號至伺服閥控制激振缸內(nèi)油腔油壓以實現(xiàn)激振，溫控模塊通過紅外線測量儀測量待測試樣的溫度并將信號傳輸至溫控儀以調(diào)整加熱電源的輸出電流強度與功率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻振動輔助等溫拉伸表征測定裝置，其特征是，所述的液壓站提供的液壓油經(jīng)高壓齒輪泵加壓，進入蓄能器與高頻伺服閥，其中：蓄能器保證高壓油路P油壓的穩(wěn)定性，蓄能器通過安全閥與低壓油箱連接，確保油路安全性；高頻伺服閥在PLC位置控制單元給定的激振信號下，閥芯在電磁力作用下沿水平方向往復(fù)運動；當閥芯在閥體內(nèi)運動至右端時，P-A接通，高壓油經(jīng)過高頻伺服閥從高壓齒輪泵流入無桿油腔；同時，B-T接通，油液從有桿油腔經(jīng)高頻伺服閥流回液壓站；激振桿在無桿油腔與有桿油腔間形成的正油壓差推動下向上移動；當閥芯在閥體內(nèi)運動至左端時，P-B接通，高壓油經(jīng)過高頻伺服閥從高壓齒輪泵流入有桿油腔；此時A-T接通，原先存在于無桿油腔的高壓油液經(jīng)高頻伺服閥流回液壓站；激振桿在無桿油腔與有桿油腔間形成的負油壓差下向下移動，從而激振桿形成往復(fù)振顫運動；從高壓齒輪泵引出的高壓油管道與流回液壓站的低壓管道間安裝有溢流閥用以防止高壓油路壓力過高；利用PLC位置控制單元發(fā)出的電信號調(diào)節(jié)流經(jīng)高頻伺服閥中第一工作油口A和第二工作油口B的輸出油量大小來實現(xiàn)液壓激振缸振幅的調(diào)節(jié)；激振頻率可通過控制高頻伺服閥的閥芯的換向頻率進行調(diào)控。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的低頻振動輔助等溫拉伸表征測定裝置，其特征是，所述的PLC位置控制單元通過PID控制器和D/A轉(zhuǎn)換器向高頻伺服閥輸出模擬信號，控制高頻伺服閥閥芯位移量與換向頻率，從而控制流向激振缸無桿油腔與有桿油腔的流量與油壓，進而調(diào)節(jié)激振桿的激振頻率與振幅；位于激振桿內(nèi)部的位移磁環(huán)記錄激振桿實時位置信息，并反饋給PLC位置控制單元進行PID運算，實現(xiàn)激振桿激振波形與輸入信號的精確匹配。