[發明專利]一種中應變率加載裝置

有效

• 申請號: 202110067324.7
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112881172B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 羅勝年;王奕超;范端;陳森
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/38;G01N3/02
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 鄭萌萌

本發明公開一種中應變率加載裝置，涉及動態加載領域，包括立式安裝平臺和兩個對稱安裝于立式安裝平臺上的加載機構，加載機構包括安裝板、音圈直線電機、連接板、轉接板、力傳感器、樣品夾持組件和彈性組件，安裝板固定于立式安裝平臺的后側，音圈直線電機豎直固定于安裝板前側，音圈直線電機上設置有光柵尺，光柵尺固定于音圈直線電機底部的兩個導軌中間，光柵尺與音圈直線電機的動子貼合，音圈直線電機靠近中部的一端固定有連接板，連接板上依次設置有轉接板、力傳感器和樣品夾持組件，彈性組件的兩端分別與連接板和立式安裝平臺連接。該裝置能夠進行中應變率加載條件下拉伸、壓縮或疲勞加載試驗，加載過程均勻，運動過程更加精確可靠。

技術領域

本發明涉及動態加載領域，特別是涉及一種中應變率加載裝置。

背景技術

實驗是研究材料力學性能關系的重要手段。如今，材料種類越來越多，其應用領域也是各種各樣，在各種環境下對材料進行加載也是近年來的研究熱點，因此設計材料的加載裝置顯得尤為必要。

材料的性能測試主要受到加載手段的限制，研究材料的動態力學性能需要多種手段。傳統的加載方式如準靜態拉伸、壓縮廣泛用于研究材料的低應變率力學行為響應特性(產生的應變率為10^-3～10^-1S^-1)；而分離霍普金森桿技術(Split HopkinsonBarTechnique)廣泛用于研究材料的高應變率力學行為響應特性(產生的應變率為200～10³S^-1)。考慮材料中低應變率1～200S^-1變形行為的文獻數據是非常有限的。但是在各類工程技術、軍事技術和科學研究中，人們也需要介于兩者之間的中應變率加載方式。在中應變率加載下，材料的力學響應與低應變率或高應變率加載下會有截然不同的變化。然而，現有加載裝置結構復雜、穩定性差、調節精度低、控制精度低，最主要是現有試驗裝置大多只適用于高、低應變率試驗，并不能進行中應變率加載條件下拉伸、壓縮或疲勞加載試驗的問題，鑒于此，設計一種中應變率加載裝置對于科學研究和工程應用都有很大的用處。

發明內容

為解決以上技術問題，本發明提供一種中應變率加載裝置，能夠進行中應變率加載條件下拉伸、壓縮或疲勞加載試驗，加載過程均勻，運動過程更加精確可靠。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種中應變率加載裝置，包括立式安裝平臺和兩個加載機構，兩個所述加載機構對稱安裝于所述立式安裝平臺上，一個所述加載機構位于另一個所述加載機構的上方，所述加載機構包括安裝板、音圈直線電機、連接板、轉接板、力傳感器、樣品夾持組件和彈性組件，所述安裝板固定于所述立式安裝平臺的后側，所述音圈直線電機豎直固定于所述安裝板前側，所述音圈直線電機上設置有光柵尺，所述光柵尺固定于所述音圈直線電機底部的兩個導軌中間，所述光柵尺與所述音圈直線電機的動子貼合，所述音圈直線電機靠近中部的一端固定有連接板，所述連接板上依次設置有所述轉接板、所述力傳感器和所述樣品夾持組件，所述彈性組件的兩端分別與所述連接板和所述立式安裝平臺連接。

優選地，所述樣品夾持組件包括樣品夾頭、樣品壓頭和兩個第一螺釘，所述樣品夾頭包括夾頭水平板和固定于所述夾頭水平板一側中部的夾頭豎直板，所述樣品壓頭用于通過所述第一螺釘固定于所述夾頭豎直板的一側。

優選地，還包括四個第二螺釘，所述轉接板的兩端固定于所述連接板上，各所述第二螺釘依次穿過所述夾頭水平板和所述力傳感器并固定于所述轉接板上。

優選地，所述連接板包括連接水平板和固定于所述連接水平板一側的連接豎直板，所述連接豎直板固定于所述音圈直線電機上，所述轉接板固定于所述連接水平板上，所述彈性組件的一端與所述連接水平板連接。

優選地，所述立式安裝平臺包括兩個安裝水平板和兩個立柱，各所述立柱的上下兩端分別與兩個所述安裝水平板連接，所述安裝板固定于兩個所述立柱后側，所述彈性組件遠離所述連接板的一端與所述安裝水平板連接。