專利名稱：小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙軸試驗(yàn)加載設(shè)備領(lǐng)域，具體地說，涉及一種小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于各向異性材料，一般的單向拉伸實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不能真實(shí)的反映材料的物理力學(xué)性能，需要研究材料在相互垂直的兩個(gè)方向上同時(shí)受到均勻的載荷場時(shí)的力學(xué)行為，所得到的雙軸向物理性能對(duì)于材料的處理和應(yīng)用以及新材料的研制有重要的意義。目前，從雙向載荷場的實(shí)現(xiàn)來看，主要有兩種方法?！N是通過薄壁筒的拉扭聯(lián)合加載在材料內(nèi)部造成雙向應(yīng)力場。Sittner等(Metallurgical and Materials Transactions A, 1995, 26A, 2913)就是米用這種方法研究了 CuAlZn多晶在拉扭聯(lián)合作用下的行為。這種方法比較簡便，但是加載的路徑受到限制，并且是近似的雙向應(yīng)力場。對(duì)于各向異性材料，無法采用這種方法。另一種對(duì)于單軸加載實(shí)現(xiàn)雙軸受力的加載裝置，之前也有學(xué)者進(jìn)行過研究(武漢冶金科技大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，voll9，No. 2)。如圖2所示，該機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)單軸加載雙軸拉伸的效果，但其可調(diào)節(jié)性低，并且也未考慮加載過程中試件對(duì)中性的要求，只是單純的單向拉伸雙軸加載裝置。此外還有一種方法是直接實(shí)現(xiàn)雙向應(yīng)力場。具有反饋功能的多軸加載實(shí)驗(yàn)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)雙軸加載，但是其造價(jià)太高，而且一般的大型多軸加載實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)于尺寸很小的形狀記憶合金試樣使用起來也不太方便。Boehler等(Experimental Mechanics, 1994, 3,1)提出了一種螺旋加載裝置，如圖I所示。其基本思想是通過四個(gè)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)力的加卸載。兩臺(tái)水平步進(jìn)電機(jī)控制水平方向的運(yùn)動(dòng)，兩臺(tái)豎直步進(jìn)電機(jī)控制豎直方向的運(yùn)動(dòng)。四臺(tái)步進(jìn)電機(jī)之間分別有伺服控制并有四個(gè)相應(yīng)的測力機(jī)構(gòu)分別與四個(gè)螺桿相連。水平和豎直方向的加載相互獨(dú)立。如果在加載過程中試件的中心偏離了加載裝置的中心，則每對(duì)測力裝置給出的數(shù)值將出現(xiàn)差異，例如水平方向受力不同，則表明有橫向附加力通過兩個(gè)螺桿施加給了試件。如果左邊受力大于右邊受力，則反饋系統(tǒng)通過減慢左邊步進(jìn)電機(jī)的加載速率，提高右邊步進(jìn)電機(jī)的加載速率來使試件的中心重新回到加載裝置的中心。這種反饋系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)可以保證試件始終處于純雙拉狀態(tài)。為了保證試件始終處于純雙拉狀態(tài)，對(duì)于傳感裝置的反饋系統(tǒng)的靈敏度，性能一致性和步進(jìn)電機(jī)加載速率有很高的要求，而且由于信號(hào)反饋與加載速率的調(diào)整之間必然存在時(shí)間誤差，使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中容易出現(xiàn)試件的中心偏離和重新回到加載裝置的中心的波動(dòng)過程，這也增加了試件的夾持調(diào)整難度。因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)試件的中心偏離、重新回到加載裝置中心的波動(dòng)過程以及試件的夾持調(diào)整難度大等問題便成為亟待解決的技術(shù)問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置，以解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)試件的中心偏離、重新回到加載裝置中心的波動(dòng)過程以及試件的夾持調(diào)整難度大的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置，其特征在于，包含有一個(gè)加載傳動(dòng)裝置和組合式框架；其中，所述組合式框架，由主框架I和懸置框架2組成；其中，所述主框架1，與水平平面的底座固定連接，呈長方形中空結(jié)構(gòu)，其左右、上下兩側(cè)分別設(shè)置有長方形滑槽組17、18、19、20，并在其左右、上下兩側(cè)中間位置分別開有通孔，其中長方形滑槽組中包括縱向滑槽組17、18，和橫向滑槽組19、20 ；所述懸浮框架2，呈長方形中空結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述主框架I內(nèi)，用放置在四個(gè)角上的 四個(gè)可活動(dòng)支柱支撐于所述主框架I內(nèi)，其左右，上下兩側(cè)開有圓形通孔，其中上下兩側(cè)開有與加載軸同直徑的圓形通孔，所述懸浮框架2通過支座彈簧28與所述主框架I底座連接；所述加載傳動(dòng)裝置，包括橫向加載軸12、13，縱向加載軸10、15，斜置剛性桿9、11、14、16，橫向滑桿3、7，滑動(dòng)接頭4、8，步進(jìn)電機(jī)5、6，固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24，固定鉸支座25,26 ;其中，所述橫向加載軸12、13和所述縱向加載軸10、15穿過所述主框架上的左右、上下兩側(cè)中間位置開有通孔，并與設(shè)置在所述長方形滑槽組17、18、19、20上的橫向滑桿3、7上的滑動(dòng)接頭4、8和步進(jìn)電機(jī)5、6相連接；其中，所述橫向加載軸12、13與該步進(jìn)電機(jī)5、6在同一軸線；所述斜置剛性桿9、11、14、16的一端與所述縱向加載軸10、15上設(shè)置的固定鉸支座25、26相連接，所述斜置剛性桿9、11、14、16的另一端與設(shè)置在所述橫向加載軸12、13上的所述固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24相連接。進(jìn)一步地，其中，當(dāng)所述裝置進(jìn)行負(fù)泊松比加載時(shí)，所述斜置剛性桿9、14之間通過可拆卸剛性桿21連接，所述斜置剛性桿11、16通過可拆卸剛性桿22連接；同時(shí)所述斜置剛性桿9、14、11、16以固定鉸支座25、26連接在縱向加載軸10、15上，以的固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24滑動(dòng)連接在橫向加載軸12、13上；當(dāng)所述裝置進(jìn)行正泊松比加載時(shí)，所述斜置剛性桿9、14、11、16以固定鉸支座25、26連接在縱向加載軸10、15上，以固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24固定連接在橫向加載軸12、13上。進(jìn)一步地，其中，所述懸浮框架2用四根剛性支柱27支撐在所述主框架I上。進(jìn)一步地，其中，所述剛性支柱27的下端設(shè)置有四根相互成90°垂直排列的彈簧組28。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述一種小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置，達(dá)到了如下效果I)該發(fā)明中的加載裝置得到了簡化，只需要一對(duì)步進(jìn)電機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)單向加載雙軸拉壓的功能。同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)正、負(fù)泊松比兩種雙軸加載方式(拉一壓、拉一拉、壓一壓)。2)該裝置采用了自平衡反饋方法，避免了實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)試件的中心偏離和重新回到加載裝置中心的波動(dòng)過程，從而獲得材料在雙向載荷場的作用下真實(shí)的物理力學(xué)特性；
3)該裝置降低了對(duì)傳感裝置一致性的要求和對(duì)試件夾持調(diào)整的難度，提高了工作效率；4)本發(fā)明具有小型化的特點(diǎn)，加工簡單方便，成本低廉，容易實(shí)現(xiàn)。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)的螺旋加載裝置示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)的單軸加載實(shí)現(xiàn)雙軸受力的加載裝置示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例一所述的一種小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例一所述的一種小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置立體示意圖。 圖5是本發(fā)明實(shí)施例一所述裝置中懸置框架與水平平面連接的局部立體示意圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例一所述裝置中加載傳動(dòng)裝置示意圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例一所述裝置中加載傳動(dòng)裝置中內(nèi)部加載結(jié)構(gòu)角度示意圖。圖8是本發(fā)明實(shí)施例一所述裝置中的懸浮框架的自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)示意圖。圖9是本發(fā)明實(shí)施例一所述裝置的加載角度變化誤差分析圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明實(shí)施例提出了一種小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置，該裝置利用里面的機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)單向加載雙向受力的效果和自平衡反饋方法來實(shí)現(xiàn)雙向載荷場，保證試件始終處于純雙拉的狀態(tài)，以保證獲得材料在雙向載荷場的作用下真正的物理力學(xué)特性。如圖3、4所示，具體地，本發(fā)明所述的小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置，包含有一個(gè)加載傳動(dòng)裝置和組合式框架；其中，所述組合式框架，由主框架I和懸置框架2組成；其中，所述主框架1，與水平平面的底座固定連接，呈長方形中空結(jié)構(gòu)，其左右、上下兩側(cè)分別設(shè)置有長方形滑槽組17、18、19、20，并在其左右、上下兩側(cè)中間位置分別開有通孔，其中長方形滑槽組中包括縱向滑槽組17、18，和橫向滑槽組19、20 ；所述懸浮框架2，呈長方形中空結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述主框架I內(nèi)，用放置在四個(gè)角上的四個(gè)可活動(dòng)支柱(圖5)支撐于所述主框架I內(nèi)，其左右，上下兩側(cè)開有圓形通孔，其中上下兩側(cè)開有與加載軸同直徑的圓形通孔，所述懸浮框架2通過支座彈簧28與所述主框架I底座連接；如圖6所示，所述加載傳動(dòng)裝置，包括橫向加載軸12、13，縱向加載軸10、15，斜置剛性桿9、11、14、16，橫向滑桿3、7，滑動(dòng)接頭4、8，步進(jìn)電機(jī)5、6，可拆卸剛性桿21、22，固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24，固定鉸支座25、26 ;其中，所述橫向加載軸12、13和所述縱向加載軸10、15穿過所述主框架上的左右、上下兩側(cè)中間位置開有通孔，并與設(shè)置在所述長方形滑槽組17、18、19、20上的橫向滑桿3、7上的滑動(dòng)接頭4、8和步進(jìn)電機(jī)5、6相連接；其中，所述橫向加載軸12、13與該步進(jìn)電機(jī)5、6在同一軸線；
斜置剛性桿9、11、14、16的一端與所述縱向加載軸10、15上設(shè)置的固定鉸支座25、26相連接，所述斜置剛性桿9、11、14、16的另一端與設(shè)置在所述橫向加載軸12、13上的所述固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24相連接。進(jìn)一步地，所述斜置剛性桿9、14之間通過所述可拆卸剛性桿21連接，所述斜置剛性桿11、16通過所述可拆卸剛性桿22連接。進(jìn)一步地，所述懸浮框架2可以隨著傳動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到試件自動(dòng)對(duì)中的效果。所述加載傳動(dòng)裝置通過設(shè) 置在橫向加載軸12、13上的步進(jìn)電機(jī)5、6驅(qū)動(dòng)所述縱向加載軸10、15由傳力機(jī)構(gòu)獲得加載載荷。如上所述，斜置剛性桿9、11、14、16通過固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24和固定鉸支座25、26設(shè)置在所述橫向加載軸12、13，縱向加載軸10、15上，如圖7和8所示，根據(jù)上述小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置的具體結(jié)構(gòu)描述，具體實(shí)施時(shí)為i)當(dāng)固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24為滑動(dòng)狀態(tài)，整個(gè)裝置就形成一個(gè)負(fù)泊松比的傳力裝置，通過相互連接的斜置剛性桿9、11、14、16，可以將橫向加載軸12、13上的加載力傳遞到縱向加載軸10、15上,轉(zhuǎn)變?yōu)榭v向加載力，從而實(shí)現(xiàn)雙軸加載的效果。ii)當(dāng)固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24為固定狀態(tài)時(shí)，將橫向加載軸12、13上的兩根縱向方向的可拆卸剛性桿21、22拆除，整個(gè)裝置就形成一個(gè)正泊松比的傳力裝置。其中，所述斜置剛性桿9、11、14、16鉸連在兩對(duì)加載軸(橫向加載軸12、13和縱向加載軸10、15)上，每一對(duì)剛性桿連接在加載軸的同一位置上，在其位置上可以轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，在橫向加載軸12、13上，有兩根可拆卸剛性桿21、22，連接以橫向加載軸為對(duì)稱軸的剛性桿，剛性桿的中間位置固結(jié)在加載軸上，兩端放在四根斜置剛性桿9、11、14、16的中間滑槽，可在滑槽內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。如圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施例一所述裝置中加載傳動(dòng)裝置的支柱的立體示意圖。其中，所述懸浮框架2用四根剛性支柱27支撐，所述剛性支柱27的下端設(shè)置有四根相互成90°垂直排列的彈簧組28，彈簧的作用可以使得柱子在水平面內(nèi)任意移動(dòng)，且彈簧產(chǎn)生的形變會(huì)與試件的變形產(chǎn)生的力相抵消，到達(dá)自平衡的效果。在鋼柱隨框架運(yùn)動(dòng)時(shí)起到平衡穩(wěn)定作用，且可保證框架的高度不發(fā)生改變。如圖6所示，為本發(fā)明實(shí)施例一所述裝置中加載傳動(dòng)裝置的自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)示意圖。其中，橫向加載軸12、13和縱向加載軸10、15之間連接有四根斜置剛性桿9、11、14、16連接，四根斜置剛性桿9、11、14、16與四根加載軸之間構(gòu)成一個(gè)可調(diào)節(jié)泊松比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。縱向的加載載荷通過該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)獲得，整個(gè)結(jié)構(gòu)的加載力來自于橫向的一對(duì)步進(jìn)電機(jī)5、6。橫向加載軸12、13上有一個(gè)可調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的固定和滑動(dòng)兩用餃支座23、24。當(dāng)餃支座23、24自由，同時(shí)裝配上剛性桿21、22時(shí)，整個(gè)裝置構(gòu)成一個(gè)負(fù)泊松比的加載機(jī)構(gòu)(拉一拉、壓一壓);當(dāng)餃支座23、24固定，同時(shí)拆卸掉剛性桿21、22時(shí)，整個(gè)裝置構(gòu)成一個(gè)正泊松比的加載機(jī)構(gòu)(拉一壓)。橫向與縱向的載荷比可通過調(diào)節(jié)剛性桿與加載軸的長度比而進(jìn)行調(diào)節(jié)，簡便易行。
橫向兩端是兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)(F)，四根斜置剛性桿9、11、14、16分別鑿有長方形滑槽組17、18、19、20，可拆卸剛性桿21、22分別固結(jié)在橫向加載軸12、13上。彈簧的兩端可以在滑槽中自由滑動(dòng)。加載軸與橫向滑桿3、7上的滑動(dòng)接頭4、8之間以鉸鏈連接，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。具體操作過程為(I)固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24為滑動(dòng)狀態(tài)，加載步進(jìn)電機(jī)F開始加載時(shí)，橫向加載軸12、13會(huì)沿著加載力的方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也會(huì)帶動(dòng)可拆卸剛性桿21、22移動(dòng)，固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24相對(duì)于該加載軸作反方向運(yùn)動(dòng)，可拆卸剛性桿21、22兩端在滑槽內(nèi)滑動(dòng)，斜桿在可拆卸剛性桿21、22的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使得與之相連的縱向加載軸運(yùn)動(dòng)，從而將橫向的加載力傳到縱向加載軸10、15上,達(dá)到橫軸受拉(壓)載荷，縱軸亦受拉(壓)載荷的效果，即實(shí)現(xiàn)負(fù)泊松比加載效果。
(2)當(dāng)固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24為固定狀態(tài)時(shí)，同時(shí)拆卸下可拆卸剛性桿21、22兩根剛性桿，加載步進(jìn)電機(jī)F開始加載時(shí)，橫向加載軸12、13會(huì)沿著加載力的方向運(yùn)動(dòng)，固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24隨著加載軸作同方向運(yùn)動(dòng)，斜桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使得與之連接的縱向加載軸10、15向遠(yuǎn)離加載中心的方向運(yùn)動(dòng)，從而將橫向的加載力傳接到縱向加載軸10、15上，達(dá)到橫軸受拉(壓)載荷，縱軸受壓(拉)載荷的效果，即實(shí)現(xiàn)正泊松比加載效果。如圖7所示，為本發(fā)明實(shí)施例一所述裝置中加載傳動(dòng)裝置的角度示意圖。其中，加載的實(shí)驗(yàn)試件在載荷的作用下變形一般很小，因此加載軸之間的角度變化不大。設(shè)原始的夾角為 (加載角的范圍一般在30°〈 〈60° )，試件變形后加載軸之間的夾角 Θ + Δ Θ。則 tan ( Θ + Δ Θ )= (L2+y *AL1)/ (L1+AL1)，其中 L1，L2 分別是橫向和縱向加載軸的長度，ALl是橫向加載軸移動(dòng)的距離，μ為形變系數(shù)與加載軸和試件的性質(zhì)有關(guān)(0〈μ〈1)。由圖9中角度變化分析，在0°〈0〈1°范圍內(nèi)，力加載誤差在1%以內(nèi)。加載過程中，如果試件產(chǎn)生縱向的切向力，鋼架會(huì)因?yàn)榱Φ淖饔枚\(yùn)動(dòng)，支柱也會(huì)因此而發(fā)生位移。這時(shí)，縱向軸也會(huì)由于力的作用沿縱向移動(dòng)，直至縱向切向力與設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)上的支柱彈簧的變形達(dá)到平衡。整個(gè)過程，中間懸浮框架會(huì)在水平面內(nèi)移動(dòng)，加載裝置的位置會(huì)隨之發(fā)生變化，但是加載的效果不會(huì)改變。同樣的，當(dāng)試件出現(xiàn)橫向切向力，框架會(huì)自動(dòng)橫向移動(dòng)，移動(dòng)過程中橫向的切向力也將設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)中的彈簧變形力相抵消，最后使得試件達(dá)到平衡。如圖8所示，為本發(fā)明實(shí)施例一所述裝置中加載傳動(dòng)裝置的自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)示意圖。其中，當(dāng)對(duì)十字形試件加載時(shí)，由于受力不均或材料本身特性的原因。加載過程中試件會(huì)產(chǎn)生不對(duì)稱變形時(shí)，十字試件在縱向發(fā)生形變彎曲，此時(shí)外界給試件加載的力不再沿著試件的軸線方向，彎曲使試件本身產(chǎn)生一個(gè)橫向的合力。此時(shí)，由彈簧28支撐的中間懸浮框架2受到這個(gè)彎曲合力的作用而發(fā)生水平位移，朝右移動(dòng)。加載軸10和加載軸15從中間懸浮框架2的加載軸孔穿過，此時(shí)加載軸12和加載軸13會(huì)在框架I的水平滑槽19，20隨框架2 —起運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，中間懸浮框架2下的支座彈簧28會(huì)由于框架的移動(dòng)而發(fā)生形變從而產(chǎn)生一個(gè)彈簧力，該力與試件變形所產(chǎn)生的不對(duì)稱力相抵消，使得整個(gè)加載裝置恢復(fù)到外力平衡的狀態(tài)，同時(shí)不會(huì)對(duì)內(nèi)部加載產(chǎn)生影響，使得試件的加載載荷方向重新沿著試件的軸線方向達(dá)到對(duì)心的效果。
如圖9所示，為本發(fā)明實(shí)施例一所述的裝置的加載角度變化誤差分析圖。其中，從圖中角度變化分析可知，在0°〈0〈1°范圍內(nèi)，力加載誤差在1%以內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開了一種小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置，并達(dá)到了如下效果I)該發(fā)明中加載裝置得到了簡化，只需要一對(duì)步進(jìn)電機(jī)的裝置，即可達(dá)到單向加載雙軸拉壓的功能；同時(shí)采用了機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)的方式，可實(shí)現(xiàn)正、負(fù)泊松比加載的效果；2)該裝置由于采用了自平衡反饋方法，避免了實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)試件的中心偏離和重新回到加載裝置中心的波動(dòng)過程，從而獲得材料在雙向載荷場的作用下真正的物理力學(xué)特性；3)該裝置降低了對(duì)傳感裝置一致性的要求和對(duì)試件夾持調(diào)整的難度，提高了工作 效率；4)本發(fā)明具有小型化的特點(diǎn)，加工簡單方便，成本低廉，容易實(shí)現(xiàn)。上述說明示出并描述了本發(fā)明的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置，其特征在于，包含有一個(gè)加載傳動(dòng)裝置和組合式框架；其中， 所述組合式框架，由主框架I和懸置框架2組成；其中， 所述主框架1，與水平平面的底座固定連接，呈長方形中空結(jié)構(gòu)，其左右、上下兩側(cè)分別設(shè)置有長方形滑槽組17、18、19、20，并在其左右、上下兩側(cè)中間位置分別開有通孔，其中長方形滑槽組中包括縱向滑槽組17、18，和橫向滑槽組19、20 ； 所述懸浮框架2，呈長方形中空結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述主框架I內(nèi)，用放置在四個(gè)角上的四個(gè)可活動(dòng)支柱支撐于所述主框架I內(nèi)，其左右，上下兩側(cè)開有圓形通孔，其中上下兩側(cè)開有與加載軸同直徑的圓形通孔，所述懸浮框架2通過支座彈簧28與所述主框架I底座連接； 所述加載傳動(dòng)裝置，包括橫向加載軸12、13，縱向加載軸10、15，斜置剛性桿9、11、14、16，橫向滑桿3、7，滑動(dòng)接頭4、8，步進(jìn)電機(jī)5、6，固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24，固定鉸支座25,26 ;其中， 所述橫向加載軸12、13和所述縱向加載軸10、15穿過所述主框架上的左右、上下兩側(cè)中間位置開有通孔，并與設(shè)置在所述長方形滑槽組17、18、19、20上的橫向滑桿3、7上的滑動(dòng)接頭4、8和步進(jìn)電機(jī)5、6相連接；其中，所述橫向加載軸12、13與該步進(jìn)電機(jī)5、6在同一軸線； 所述斜置剛性桿9、11、14、16的一端與所述縱向加載軸10、15上設(shè)置的固定鉸支座25、26相連接，所述斜置剛性桿9、11、14、16的另一端與設(shè)置在所述橫向加載軸12、13上的所述固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24相連接。
2.如權(quán)利要求I所述的一種小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置，其特征在于，當(dāng)所述裝置進(jìn)行負(fù)泊松比加載時(shí)，所述斜置剛性桿9、14之間通過可拆卸剛性桿21連接，所述斜置剛性桿11、16通過可拆卸剛性桿22連接；同時(shí)所述斜置剛性桿9、14、11、16以固定鉸支座25、26連接在縱向加載軸10、15上，以固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24滑動(dòng)連接在橫向加載軸12、13上；當(dāng)所述裝置進(jìn)行正泊松比加載時(shí)，所述斜置剛性桿9、14、11、16以固定鉸支座25、26連接在縱向加載軸10、15上，以固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24固定連接在橫向加載軸12、13上。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述框架2用四根剛性支柱27懸浮支撐在所述主框架I內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述剛性支柱27的下端設(shè)置有四根相互成90°垂直排列的彈簧組28，固結(jié)在框架I的底座平面內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小型自對(duì)心單向加載雙軸拉壓試驗(yàn)裝置，其特征在于，包含有一個(gè)加載傳動(dòng)裝置和組合式框架；其中，所述組合式框架，由主框架1和懸置框架2組成；所述加載傳動(dòng)裝置，包括橫向加載軸12、13，縱向加載軸10、15，斜置剛性桿9、11、14、16，橫向滑桿3、7，滑動(dòng)接頭4、8，步進(jìn)電機(jī)5、6，固定和滑動(dòng)兩用鉸支座23、24，固定鉸支座25、26。本發(fā)明只需單向加載即可實(shí)現(xiàn)雙軸拉壓的功能；同時(shí)該裝置解決了實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)試件的中心偏離、重新回到加載裝置中心的波動(dòng)過程以及試件的夾持調(diào)整難度大的問題。
文檔編號(hào)G01N3/08GK102928295SQ20121044203
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者鄧智, 劉戰(zhàn)偉, 黃先富, 廖力 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)