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一种高速压缩试验装置.pdf

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一种 高速 压缩 试验装置
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摘要
申请专利号:

CN201611070142.0

申请日:

2016.11.29

公开号:

CN106706425A

公开日:

2017.05.24

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G01N 3/08申请日:20161129|||公开
IPC分类号: G01N3/08; G01N3/303 主分类号: G01N3/08
申请人: 苏州达美特汽车测试技术有限公司; 清华大学苏州汽车研究院(相城)
发明人: 赖兴华; 吴立军; 吴海龙
地址: 215134 江苏省苏州市相城区?#32487;?#38215;渭中路81号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 苏州创元专利商标事务所有限公司 32103 代理人: 孙仿卫;汪青
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法律状态
申请(专利)号:

CN201611070142.0

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.06.16|||2017.05.24

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及一种高速压缩试验装置,用于试验机上,所述试验机具有工作台及用于对待测试试件产生作用力的加载端,所述试验装置包括底座和加载夹头,所述试件的两端分别与所述底座和加载夹头固定设置,当进行高速压缩试验时,所述底座设置在所述工作台上,所述加载端作用于所述加载夹头上,使得所述加载夹头向靠近所述底座的方向运动,实现对所述试件的高速压缩加载,所述试验装置还包括用于测试压缩加载过程中所述试件受到的压缩载荷的测量单元。本发明的试验装置可与落锤试验机结合使用,可实现低、中、高不同应变率下的动态压缩试验。本发明的试验装置结构简单,制造成本低,安全可靠。

权利要求书

1.一种高速压缩试验装置,用于试验机上,所述试验机具有工作台及用于对待测试试
件产生作用力的加载端,其特征在于:所述试验装置包括底座和加载夹头,所述试件的两端
分别与所述底座和加载夹头固定设置,当进行高速压缩试验时,所述底座设置在所述工作
台上,所述加载端作用于所述加载夹头上,使得所述加载夹头向靠近所述底座的方向运动,
实现对所述试件的高速压缩加载,所述试验装置还包括用于测试压缩加载过程中所述试件
受到的压缩载荷的测量单元。
2.根据权利要求1所述的高速压缩试验装置,其特征在于:所述底座包括底座本体及竖
直设置在所述底座本体上的连接夹头,所述试件的一端与所述连接夹头固定设置、另一端
与所述加载夹头固定设置。
3.根据权利要求2所述的高速压缩试验装置,其特征在于:所述测量单元为应变片式测
量单元,所述应变片式测量单元的应变片设置在所述连接夹头上。
4.根据权利要求2所述的高速压缩试验装置,其特征在于:所述连接夹头和加载夹头上
分别设有用于容纳所述试件的容纳空间,所述试件的两端分别固定设置在所述容纳空间
内。
5.根据权利要求4所述的高速压缩试验装置,其特征在于:所述试验装置还包括用于将
所述试件的两端分别固定设置在所述容纳空间内的紧固组件。
6.根据权利要求5所述的高速压缩试验装置,其特征在于:所述紧固组件包括能够与所
述容纳空间相配合且用于压紧所述试件的紧固片,及用于将所述紧固片与连接夹头和加载
夹头固定设置以使所述试件固定在所述容纳空间内的紧固件。
7.根据权利要求2所述的高速压缩试验装置,其特征在于:所述试验装置还包括定向杆
组件,所述定向杆组件包括设置在所述底座本体上?#24050;?#20280;方向与所述连接夹头的延伸方向
一致的多个定向杆,所述加载夹头沿所述定向杆的长度方向与多个所述定向杆滑动连接。
8.根据权利要求7所述的高速压缩试验装置,其特征在于:所述底座本体具有用于容纳
所述连接夹头的容纳腔,所述底座本体包括底座底部及分别设置在所述底座底部两端侧面
的底座侧部,所述底座侧部和底座底部共同围成所述容纳腔,所述连接夹头固定设置在所
述底座底部上且所述连接夹头位于所述容纳腔内,多个所述定向杆分别设置在所述底座侧
部上。
9.根据权利要求1所述的高速压缩试验装置,其特征在于:所述加载夹头上与所述加载
端相作用的一面上设置有橡胶垫。
10.根据权利要求1所述的高速压缩试验装置,其特征在于:所述试验机包括落锤试验
机、高速拉伸试验机。

说明书

一种高速压缩试验装置

技术领域

本发明属于材料力学性能测试与表征领域,用于汽车、航空等行业,具体涉及一种
高速压缩试验装置。

背景技术

高聚物等非金属材料在汽车碰撞载?#19978;?#30340;屈服及断裂力学行为?#35272;?#20110;拉伸、压
缩、剪?#26800;?#24212;力状态。有必要通过试验手?#20301;?#24471;材料在压缩应力状态下的动态力学行为,用
以表征高聚物材料的力学本构关系。一般使用电子万能试验机实现高聚物材料的准静态压
缩测试,样件直接放置于设备的工作台面,压缩过程中样件每一时刻处于准静态?#33014;?#29366;态,
样件压缩载荷直接用设备?#28304;?#21147;传感器测量,而对于动态试验,电子万能试验机无法使用。
对于材料动态(应变率1-400/s)压缩测试,在跌落冲击试验台上完成,虽然落锤试验台可实
现动态压缩冲击,但动态冲击试验中,受应力波影响,载荷传递路径上不同位置载荷信号不
同,设备锤头的加速度或力传感器由于距离样件较远,测量的载荷信号准确度不高,无法获
取准确的材料属性数据。高速拉伸试验机可实现动态拉伸加载,但无法直接用于动态压缩
试验,?#39029;?#26412;高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种高速压缩试验装
置。

为解决以上技术问题,本发明采用如下技术方案:

一种高速压缩试验装置,用于试验机上,所述试验机具有工作台及用于对待测试试件
产生作用力的加载端,所述试验装置包括底座和加载夹头,所述试件的两端分别与所述底
座和加载夹头固定设置,当进行高速压缩试验时,所述底座设置在所述工作台上,所述加载
端作用于所述加载夹头上,使得所述加载夹头向靠近所述底座的方向运动,实现对所述试
件的高速压缩加载,所述试验装置还包括用于测试压缩加载过程中所述试件受到的压缩载
荷的测量单元。

进一步地,所述底座包括底座本体及竖直设置在所述底座本体上的连接夹头,所
述试件的一端与所述连接夹头固定设置、另一端与所述加载夹头固定设置。

更进一步地,所述测量单元为应变片式测量单元,所述应变片式测量单元的应变
片设置在所述连接夹头上。

更进一步地,所述连接夹头和加载夹头上分别设有用于容纳所述试件的容纳空
间,所述试件的两端分别固定设置在所述容纳空间内。

更进一步优选地,所述试验装置还包括用于将所述试件的两端分别固定设置在所
述容纳空间内的紧固组件。所述紧固组件包括能够与所述容纳空间相配合且用于压紧所述
试件的紧固片,及用于将所述紧固片与连接夹头和加载夹头固定设置以使所述试件固定在
所述容纳空间内的紧固件。

更进一步地,所述试验装置还包括定向杆组件,所述定向杆组件包括设置在所述
底座本体上?#24050;?#20280;方向与所述连接夹头的延伸方向一致的多个定向杆,所述加载夹头沿所
述定向杆的长度方向与多个所述定向杆滑动连接。

更进一步优选地,所述底座本体具有用于容纳所述连接夹头的容纳腔,所述底座
本体包括底座底部及分别设置在所述底座底部两端侧面的底座侧部,所述底座侧部和底座
底部共同围成所述容纳腔,所述连接夹头固定设置在所述底座底部上且所述连接夹头位于
所述容纳腔内,多个所述定向杆分别设置在所述底座侧部上。

进一步地,所述加载夹头上与所述加载端相作用的一面上设置有橡胶垫。

进一步地,所述试验机包括落锤试验机、高速拉伸试验机。

由于上述技术方案的实施,本发明与现有技术相比具有如下优点:

本发明的试验装置与落锤试验机结合使用,可实现低、中、高不同应变率下的动态压缩
试验。

本发明的试验装置结构简单,制造成本低,安全可靠。

附图说明

图1为本发明的高速压缩试验装置的立体图;

图2为本发明的高速压缩试验装置的加载夹头的立体图;

图3为本发明的高速压缩试验装置的底座和定向杆的立体图;;

图中:1、底座;11、底座本体;11a、底座底部;11b、底座侧部;12、连接夹头;12a、连接部;
12b、连接夹头部;2、加载夹头;2a、加载夹头部;2b、加载部; 3、试件;4、定向杆;5、容纳空
间。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

本发明提供一种高速压缩试验装置,用于试验机上,试验机具有工作台及用于对
待测试试件产生作用力的加载端,该试验机可以是高速拉伸试验机,也可以是落锤试验机。

如图1~3所示,该试验装置包括底座1和加载夹头2,试件3的两端分别与底座1和加
载夹头2固定设置,当进行高速压缩试验时,底座1设置在工作台上,加载端作用于加载夹头
2上,使得加载夹头2向靠近底座1的方向运动,实现对试件3的高速压缩加载,该试验装置还
包括用于测试压缩加载过程中试件3受到的压缩载荷的测量单元。

底座1包括底座本体11及竖直设置在底座本体11上的连接夹头12,试件3的一端与
连接夹头12固定设置、另一端与加载夹头2固定设置。

该试验装置还包括定向杆组件,定向杆组件包括设置在底座本体11上?#24050;?#20280;方向
与连接夹头12的延伸方向一致的多个定向杆4,加载夹头2沿定向杆4的长度方向与多个定
向杆4滑动连接。

底座本体11具有用于容纳连接夹头12的容纳腔,底座本体11包括底座底部11a及
分别设置底座底部11a两端侧面的底座侧部11b,底座侧部11b和底座底部11a共同围成该容
纳腔,连接夹头12固定设置在底座底部11a上且连接夹头12位于容纳腔内,多个定向杆4分
别设置在底座侧部11b上。本例中,定向杆4设置有2个,底座侧部11b上分别设置有定向杆4。

本例中,连接夹头12包括连接夹头部12b及形成在所述连接夹头部12b上?#24050;?#20280;方
向与定向杆4的延伸方向一致的连接部12a,连接部12a的端部与底座底部11a固定连接;加
载夹头2包括加载夹头部2a及形成在加载夹头部2a上?#24050;?#20280;方向与定向杆4的延伸方向一
致的加载部2b,加载端作用于加载部2b的端部,加载夹头部2a与定向杆4滑动连接。

连接夹头部12b和加载夹头部2a上分别设有用于容纳试件3的容纳空间5,试件3的
两端分别固定设置在容纳空间5内。

本发明的试验装置的定向杆4、底座本体11和连接夹头12可以是一体成型件,也可
通过?#38468;?#31561;工艺连接为一体。

该试验装置还包括用于将试件3的两端分别固定设置在容纳空间5内的紧固组件,
紧固组件包括能够与容纳空间5相配合且用于压紧试件3的紧固片,及用于将紧固片与连接
夹头部12b和加载夹头部2a固定设置以使试件3固定在容纳空间5内的紧固件,紧固件可采
用螺栓。

本发明的测量单元为应变片式测量单元,应变片式测量单元的应变片设置在连接
夹头12上,具体设置在连接部12a上,实现对动态压缩载荷的测量。

在加载夹头2上与加载端相作用的一面上设置有橡胶垫,具体橡胶垫设置在加载
部2b上。

将本发明的高速压缩试验装置用于落锤试验机上实现动态压缩试验,底座1放置
在落锤试验机的工作台上,加载夹头2与定向杆4滑动连接,试件3安装在连接夹头12和加载
夹头2之间,进行高速压缩试验时,落锤试验机的锤头冲击加载夹头2,加载夹头2沿定向杆4
快速向下运动,实现对试件3的高速压缩加载。应变片设置在连接夹头12的连接部12a上,实
现对动态压缩载荷的测量。加载夹头2上设置橡胶垫,防止动态冲击时的刚性冲击造成信号
过载,导致测量?#20302;?#30772;坏。

本发明的高速压缩试验装置具有以下优势:

本发明的试验装置与落锤试验机结合使用,可实现低、中、高不同应变率下的动态压缩
试验。

使用本发明试验装置,在装置上靠近试件的静端合?#26159;?#22495;?#31243;?#24212;变片测力,可以
获得更加准确的动态压缩载荷信号测量效果。

由于动态试验中试件受到冲击载荷作用,使用本发明试验装置可以确保试件安装
和加持牢靠,变形可控。

本发明的试验装置结构简单,制造成本低,安全可靠。

以上对本发明做了详尽的描述,其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够?#31169;?#26412;
发明的内容并加以实施,并不能?#28304;?#38480;制本发明的保护范围,且本发明不限于上述的实施
例,凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰,?#21152;?#28085;盖在本发明的保护范围之内。

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