專利名稱：材料機(jī)械性能的微型試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種測(cè)試材料機(jī)械性能的裝置。采用該裝置可進(jìn)行微型剪切、微型拉伸和小試樣斷裂力學(xué)三種試驗(yàn)。
微型剪切試驗(yàn)裝置根據(jù)檢索和文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)還沒有研制出來(lái)，常規(guī)的拉伸和斷裂力學(xué)試驗(yàn)是在材料試驗(yàn)機(jī)上更換不同的專用夾具或裝置進(jìn)行的，用常規(guī)性能試驗(yàn)方法測(cè)定非均質(zhì)材料內(nèi)各處的機(jī)械性能是十分困難的，試驗(yàn)結(jié)果很分散，往往不能代表測(cè)定處材料的真實(shí)性能指標(biāo)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種多功能的微型試驗(yàn)裝置，該裝置安裝在材料試驗(yàn)機(jī)上除了能進(jìn)行微型剪切試驗(yàn)之外，同時(shí)還可進(jìn)行微型拉伸、小試樣斷裂力學(xué)二種試驗(yàn)，采用該裝置可進(jìn)行微型試驗(yàn)測(cè)定非均質(zhì)材料中某狹窄范圍內(nèi)任何一處材料的機(jī)械性能。
本實(shí)用新型的特征在于它包括加力橫梁，底座，夾緊機(jī)構(gòu)，試件送進(jìn)機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和剪切刀頭。施力是通過(guò)加力橫梁與底座之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，為了保證加力橫梁與底座孔之間只有施力方向的相對(duì)位移，同時(shí)又考慮減少導(dǎo)向軸與底座孔之間的摩擦力，加力橫梁上的導(dǎo)向軸與底座孔的配合是通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)軸承，為了確保剪切間距的精度，微型剪切試件的送進(jìn)采用了外徑千分尺上的測(cè)微頭，剪切刀頭采用了如下的幾何形狀剪切前角γ＝3.5°，剪切后角α＝4°，刀尖角β＝82.5°，刀頭的材料為工具鋼，刀刃部分經(jīng)特殊的表面強(qiáng)化處理。
該裝置用上下兩個(gè)聯(lián)接法蘭盤與材料試驗(yàn)機(jī)連接，借助于試驗(yàn)機(jī)拉壓完成微型剪切試驗(yàn)、微型拉伸試驗(yàn)和小試件斷裂力學(xué)試驗(yàn)。
下面通過(guò)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述

圖1為本實(shí)用新型的正視圖；圖2為本實(shí)用新型的剖面圖3為斷裂力學(xué)試驗(yàn)示意圖。
將1.5毫米見方的小試件放入上、下壓頭(14)(18)之間的矩形孔中，試件送進(jìn)的長(zhǎng)度(剪切間距)用安裝在法蘭盤(16)內(nèi)的測(cè)微頭(17)控制，擰壓緊螺栓(12)將試件固定，因?yàn)樵谏舷聣侯^之間裝有壓縮彈簧，通過(guò)安裝在加力柱橫梁(8)上的剪切刀頭(20)向上的運(yùn)動(dòng)，對(duì)試件進(jìn)行剪切。剪切刀刃與壓頭(14)(18)端面的間隙可用內(nèi)六角螺栓(21)調(diào)整，通常間隙為0.05毫米。
將直徑dO＝3毫米臺(tái)階形園試件(GB6397－86)直接卡入加力橫梁(8)和底座上的丄型槽(9)內(nèi)，通過(guò)加力柱橫梁向上運(yùn)動(dòng)，對(duì)試件拉伸。
從圖3可以看出，將加力柱橫梁(8)取下，在兩根加力柱(4)下端的矩形槽內(nèi)用橡筋(26)或細(xì)彈簧固定二個(gè)直徑為10毫米的小園柱(27)，在底座的丄型槽(9)安裝一個(gè)帶園弧接觸面的支承塊(28)，將帶有邊缺口的小試件置于園柱(27)和支承塊(28)之間，注意試件上疲勞裂紋的開口必須向上，通過(guò)加力柱向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)試件進(jìn)行三點(diǎn)彎曲。
該裝置是根據(jù)三種試驗(yàn)原理設(shè)計(jì)而成，是集三種試驗(yàn)為一體的新型試驗(yàn)裝置，用該裝置測(cè)出的性能參數(shù)所繪制的連續(xù)“性能梯度曲線”能清楚、準(zhǔn)確地反映非均質(zhì)材料機(jī)械性能變化的全貌，它的這一功能是目前常規(guī)性能試驗(yàn)難以作到。采用該裝置進(jìn)行微型試驗(yàn)與常規(guī)性能試驗(yàn)相比，實(shí)驗(yàn)周期縮短50％，節(jié)省材料81％，節(jié)約能源45％。
權(quán)利要求1.一種材料機(jī)械性能的微型試驗(yàn)裝置，其特征在于它包括加力橫梁，底座，夾緊機(jī)構(gòu)，試件送進(jìn)機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和剪切刀頭，剪切間距是由測(cè)微頭(17)來(lái)控制的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型試驗(yàn)裝置，其特征在于導(dǎo)向軸與底座孔的配合是通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)球軸承。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型試驗(yàn)裝置，其特征在于剪切刀頭的剪切前角γ＝3.5°，剪切后角α＝4°，刀尖角β＝82.5°。
專利摘要本實(shí)用新型屬于一種測(cè)試材料機(jī)械性能的試驗(yàn)裝置，該裝置安裝在材料實(shí)驗(yàn)機(jī)上能進(jìn)行微型剪切、微型拉伸、小試件斷裂力學(xué)三種試驗(yàn)。它不僅用于測(cè)定一般材料的機(jī)械性能，而特別適用于測(cè)定非均質(zhì)材料中某一狹窄范圍內(nèi)任一處材料的機(jī)械性能；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、加工方便；用該裝置進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠，并能縮短試驗(yàn)周期、節(jié)約材料、節(jié)約能源。
文檔編號(hào)G01N3/22GK2092097SQ9121460
公開日1992年1月1日 申請(qǐng)日期1991年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月10日
發(fā)明者雷斌隆 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)