測量試件的力學(xué)性能的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及力學(xué)性能測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種測量試件的力學(xué)性能的
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]在一些機(jī)械零件、工程結(jié)構(gòu)的專業(yè)試驗室中常用到三點彎曲試驗測試設(shè)備，該設(shè)備具有安裝與調(diào)試方便、操作簡單以及試驗數(shù)據(jù)精度高等優(yōu)點，能夠大幅度地提高試驗的準(zhǔn)確性和可靠性。在三點彎曲測試中，試驗裝置與測試方法是獲得試件準(zhǔn)確測量數(shù)據(jù)的一個重要保證。
[0003]目前，針對三點彎曲的力學(xué)測試方法與裝置很多，但是往往不同形狀的試件，或是同一形狀不同尺寸的試件，就需要不同的試驗裝置。并且對于不同的測試也沒有根據(jù)試件的特點提出相應(yīng)的測試方法，因此給三點彎曲試驗測試帶來了諸多的不便，降低了其測試結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。
[0004]三點彎曲試驗是檢測試件抗彎能力的重要測試方法，其在靜態(tài)和動態(tài)下的強度存在著較大差異，故試件的三點彎曲試驗也可分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試。很多結(jié)構(gòu)梁(如汽車的前橫梁、車門防撞梁等)更側(cè)重高應(yīng)變率和大變形下的動態(tài)強度考慮，但實際測試中，靜態(tài)、平直的結(jié)構(gòu)件三點彎曲試驗進(jìn)行的較多，而動態(tài)且非平直的結(jié)構(gòu)梁(如汽車前橫梁)試驗幾乎難以進(jìn)行。宄其原因，主要存在以下問題:由于試件是自由地垂直放置在兩個固定的支撐座上，這樣在壓頭或撞擊頭撞擊試件時，試件與支撐座的支撐點的狀態(tài)不穩(wěn)定。特別是當(dāng)動態(tài)沖擊時，在試件變形彎曲的過程中，試件與支撐點之間會發(fā)生相對移動，使得試件在支撐座上的位置跑偏，并且不易察覺，這與實際碰撞過程中試件的支撐點相對于試件不變的情況不符合。對于非平直的試件，更難以保證試件與測量裝置之間放置狀態(tài)的穩(wěn)定性，也難以保證試驗過程中特別是動態(tài)撞擊中的穩(wěn)定性，因而試驗精度也無法保證。由于試件與支撐點之間容易發(fā)生相對移動，穩(wěn)定性差，會導(dǎo)致試件的受力情況發(fā)生較大的改變。因此，目前動態(tài)的三點彎曲試驗也僅針對較平直的試件進(jìn)行。
[0005]另外，由于目前的試件一般是依靠重力自由地垂直放置在支撐座上，其加載為垂直方向，對于動態(tài)試驗來說，只能使用落錘沖擊設(shè)備來對試件進(jìn)行撞擊，由于受到落錘的高度的限制，落錘的速度也受到很大限制，一般不超過lOm/s。在實際的撞擊中，汽車前橫梁通常要考慮14m/s或18m/s的撞擊速度，因此目前的動態(tài)測試還不能夠滿足試件在實際當(dāng)中受到的較高變形速度的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個目的是要提供一種測量試件的力學(xué)性能的裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用三點彎曲法測量試件過程中試件與支撐點之間容易發(fā)生相對移動以至于穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致試件的受力情況與實際不符的問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種測量試件的力學(xué)性能的裝置，用于基于三點彎曲法測量長形試件的抗彎強度，該裝置包括:基座；以及第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件，第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件連接至基座并且沿橫向間隔開；其中，第一支撐構(gòu)件包括:第一擺桿，第一擺桿經(jīng)由第一擺桿轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地連接至基座，并且被約束成僅能夠在垂直于第一擺桿轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；和第一夾具，用于在試件的第一夾持位置處夾持試件；第一夾具經(jīng)由與第一擺桿轉(zhuǎn)軸平行的第一夾具轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地連接至第一擺桿，并且被約束成僅能夠在與轉(zhuǎn)動平面平行或共面的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；其中，第二支撐構(gòu)件包括:第二擺桿，第二擺桿經(jīng)由與第一擺桿轉(zhuǎn)軸平行的第二擺桿轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地連接至基座，并且被約束成僅能夠在與轉(zhuǎn)動平面平行或共面的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；第二夾具，用于在沿試件的長度方向遠(yuǎn)離第一夾持位置的第二夾持位置處夾持試件；第二夾具經(jīng)由與第一擺桿轉(zhuǎn)軸平行的第二夾具轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地連接至第二擺桿，并且被約束成在與轉(zhuǎn)動平面平行或共面的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；其中，該裝置還包括轉(zhuǎn)動約束構(gòu)件，用于將第一擺桿和第二擺桿約束成僅能夠沿相反的方向轉(zhuǎn)動。
[0008]進(jìn)一步地，第一擺桿、第一夾具、第二擺桿和第二夾具設(shè)置成在第一擺桿的轉(zhuǎn)動平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。
[0009]進(jìn)一步地，第一擺桿和第二擺桿為長形，沿第一擺桿的長度方向，在第一擺桿轉(zhuǎn)軸的兩側(cè)，第一擺桿分別具有第一上連接位置和第一下連接位置；沿第二擺桿的長度方向，在第二擺桿轉(zhuǎn)軸的兩側(cè)，第二擺桿分別具有第二上連接位置和第二下連接位置；轉(zhuǎn)動約束構(gòu)件包括:第一連接件和/或第二連接件。第一連接件在第一擺桿的第一上連接位置處與第二擺桿的第二下連接位置處分別與第一擺桿和第二擺桿可轉(zhuǎn)動地連接。第二連接件在第二擺桿的第二上連接位置與第一擺桿的第一下連接位置處分別與第二擺桿和第一擺桿可轉(zhuǎn)動地連接。第二連接件與第一連接件的延伸方向形成交叉。
[0010]進(jìn)一步地，第一連接件和第二連接件由柔性拉索形成；或者，第一連接件和第二連接件由剛性拉桿形成。
[0011]進(jìn)一步地，基座具有一基面以及從基面向上延伸的第一軸座和第二軸座；其中，第一軸座構(gòu)造成形成或接納第一擺桿轉(zhuǎn)軸，并且具有相面對的第一前壁和第一后壁，以及在第一前壁和第一后壁之間限定的第一轉(zhuǎn)動空間，第一擺桿轉(zhuǎn)軸在第一前壁與第一后壁之間延伸，第一擺桿的一部分能夠在第一轉(zhuǎn)動空間繞第一擺桿轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動并分別與第一前壁與第一后壁成間隙配合；其中，第二軸座形成有或用于接納第二擺桿轉(zhuǎn)軸，并且具有相面對的第二前壁和第二后壁，以及在第二前壁和第二后壁之間限定的第二轉(zhuǎn)動空間，第二擺桿轉(zhuǎn)軸在第二前壁與第二后壁之間延伸，第二擺桿的一部分能夠在第二轉(zhuǎn)動空間繞第二擺桿轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動并分別與第二前壁與第二后壁成間隙配合。
[0012]進(jìn)一步地，在第一擺桿轉(zhuǎn)軸和/或第二擺桿轉(zhuǎn)軸處設(shè)有角度傳感器，用于對應(yīng)地測量第一擺桿和/或第二擺桿的轉(zhuǎn)動角度。
[0013]進(jìn)一步地，在第一擺桿的上端部處形成有第一夾具安裝座，第一夾具安裝座形成有或用于接納第一夾具轉(zhuǎn)軸；在第二擺桿的上端部處形成有第二夾具安裝座，第二夾具安裝座形成有或用于接納第二夾具轉(zhuǎn)軸。
[0014]進(jìn)一步地，第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件具有相同的形狀和尺寸。
[0015]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，在利用三點彎曲法測量長形試件的抗彎強度時，本發(fā)明所提供的力學(xué)性能的裝置可以將試件的兩端完全固定，在試件受力撞擊彎曲時，試件的固定裝置在受到撞擊的過程中會隨著試件的伸長和收縮向左右對稱自由擺動，但是試件與固定裝置的兩個支撐點不會發(fā)生位移，解決了現(xiàn)有的測量裝置在撞擊頭接觸前的狀態(tài)不穩(wěn)定以及接觸過程中特別是動態(tài)沖擊時試件在固定裝置上的支撐點位置容易跑偏且不易察覺的問題，與實際情況相符。該裝置在測量過程中更穩(wěn)定，更精確，也更接近待測的試件在實際中變形速率和真實受力情況，保證了整個測量系統(tǒng)狀態(tài)的穩(wěn)定性。該裝置不僅適用于靜態(tài)和動態(tài)的三點彎曲測量，并且非常適合平直和非平直的試件，具有較強的適用性。
[0016]根據(jù)下文結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。
【附圖說明】
[0017]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的試件未發(fā)生變形時的力學(xué)性能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的試件向兩端伸長發(fā)生變形后的力學(xué)性能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的帶有擺桿轉(zhuǎn)軸的擺桿與軸座的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的夾具夾持