獲取顆粒材料壓制力和模壁摩擦力的實驗裝置及實驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及實驗力學(xué)領(lǐng)域，具體地說是一種獲取顆粒材料壓制力和模壁摩擦力的實驗裝置及實驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]利用DEM (discrete element method，即離散元)方法進(jìn)行顆粒材料受力情況的分析研究時，需要標(biāo)定顆粒與模壁間的摩擦系數(shù)，為此首先要獲取顆粒與模壁間的摩擦力。目前，多數(shù)壓力實驗機(jī)或者成型壓力機(jī)只能獲取一個總的壓力值，該壓力值準(zhǔn)確表達(dá)了模具上表面顆粒的受壓情況，無法發(fā)映出顆粒與模壁之間的摩擦力，也無法給出底層顆粒的受力情況。因此，利用目前的壓力實驗裝置無法實現(xiàn)對顆粒與模壁間的摩擦系數(shù)的標(biāo)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種獲取顆粒材料壓制力和模壁摩擦力的實驗裝置及實驗方法，該實驗裝置及實驗方法可獲取顆粒材料上方的壓制力和下方的壓制力，從而獲取顆粒材料的模壁摩擦力，用于離散元方法中標(biāo)定顆粒與模壁間的摩擦系數(shù)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:獲取顆粒材料壓制力和模壁摩擦力的實驗裝置，包括上模沖、下模沖、陰模和顆粒材料壓坯，顆粒材料壓坯位于陰模內(nèi)部且位于上模沖和下模沖之間，所述的上模沖上安裝有第一壓力傳感器用于獲取顆粒材料壓坯上表面顆粒所承受的壓力F±，所述的下模沖上安裝有第二壓力傳感器用于獲取顆粒材料壓坯底層顆粒所承受的壓力Ft ;所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器通過變送器連接記錄儀，變送器用于將壓力信號轉(zhuǎn)換成可識別信號(如4_20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號)并將信號傳遞給記錄儀，記錄儀實現(xiàn)Fil和Ft的實時記錄從而獲取顆粒材料壓還上方的壓制力、下方的壓制力和模壁摩擦力。
[0005]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的第一壓力傳感器安裝在上模沖上表面的中心處。
[0006]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的第二壓力傳感器安裝在下模沖下表面的中心處。
[0007]將第一壓力傳感器安裝在上模沖上表面的中心處，第二壓力傳感器安裝在下模沖下表面的中心處。減小測量結(jié)果的誤差，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的陰模上設(shè)有上下貫通的豎直通道，所述上模沖、下模沖和顆粒材料壓坯均位于所述的豎直通道內(nèi)，上模沖、下模沖和顆粒材料壓坯的側(cè)壁與豎直通道的側(cè)壁相配合。上模沖、下模沖和顆粒材料壓坯均位于陰模的豎直通道內(nèi)，上模沖、下模沖和陰模對顆粒材料壓坯進(jìn)行壓制，結(jié)構(gòu)十分簡單，從而使實驗方法的操作以及實驗結(jié)果的獲取都得到簡化。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的陰模安裝在陰模座上。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述陰模座上設(shè)置有容納陰模的凹槽，陰?；顒硬褰釉谒霭疾蹆?nèi)。
[0011]設(shè)置陰模座從而使顆粒材料壓坯中的顆粒與模壁間的摩擦力經(jīng)過陰模傳導(dǎo)給陰模座，然后傳導(dǎo)給實驗裝置的下底板，從而將摩擦力未經(jīng)過下模沖巧妙的傳遞到下底板。
[0012]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的記錄儀為無紙記錄儀。無紙記錄儀具有無紙記錄、實時性好、精度高、帶通信、可查尋的特點(diǎn)以及智能化的功能，實驗裝置一般選用四通道無紙記錄儀，但目前進(jìn)行實驗時只用到無紙記錄儀的兩路通道，因此也可以選擇雙通道無紙記錄儀。
[0013]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:還包括脫模座，脫模座用于使所述顆粒材料壓坯脫模。
[0014]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的脫模座包括一個柱狀體，柱狀體上設(shè)有上下貫通的豎直的脫模通道。
[0015]設(shè)置脫模座便于實驗完成后壓坯的脫模，實驗完成后，將包含壓坯的成型模具置于脫模座上，然后施加壓力使壓坯脫模。
[0016]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案還包括:一種實驗方法，所述實驗方法包括:上模沖、下模沖和陰模對顆粒材料壓坯進(jìn)行壓制的過程中，第一壓力傳感器獲取的壓力信號為F±，第二壓力傳感器獲取的壓力信號為Ft，變送器將？±和Ft的壓力信號轉(zhuǎn)換并傳遞給記錄儀，記錄儀將Fil和Ft實時記錄。
[0017]F±的值為顆粒材料壓坯上方的壓制力，F(xiàn)T的值為顆粒材料壓坯下方的壓制力，F(xiàn)±和Ft的差值為顆粒材料壓坯的模壁摩擦力Fiss。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:不僅能夠反映顆粒材料壓坯上表面顆粒的受壓情況，還能夠反映出底層顆粒的受力情況，從而能夠得出顆粒材料上方的壓制力、下方的壓制力和模壁摩擦力，為標(biāo)定顆粒與模壁間的摩擦系數(shù)提供基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明中顆粒材料壓坯的受力示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實施例壓制階段中實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明實施例陰模提起階段中實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實施例脫模階段中實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:I顆粒材料壓坯，2上模沖，3第一壓力傳感器，4下模沖，5第二壓力傳感器，6陰模，7下底板，8陰模座，9脫模座。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0025]如圖2所示，獲取顆粒材料壓制力和模壁摩擦力的實驗裝置，包括上模沖2、下模沖4、陰模6和顆粒材料壓坯1，顆粒材料壓坯I位于陰模6內(nèi)部且位于上模沖2和下模沖4之間，所述的上模沖2上安裝有第一壓力傳感器3用于獲取顆粒材料壓坯I上表面顆粒所承受的壓力F±，所述的下模沖4上安裝有第二壓力傳感器5用于獲取顆粒材料壓坯I底層顆粒所承受的壓力Ft ;所述第一壓力傳感器3和第二壓力傳感器5通過變送器連接記錄儀，變送器和記錄儀圖中未示出，變送器用于將壓力信號轉(zhuǎn)換成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號并將所述標(biāo)準(zhǔn)信號傳遞給記錄儀，記錄儀實現(xiàn)？±和Ft的實時記錄從而獲取顆粒材料壓坯I上方的壓制力、下方的壓制力和模壁摩擦力。
[0026]所述的第一壓力傳感器3安裝在上模沖2上表面的中心處，所述的第二壓力傳感器5安裝在下模沖4下表面的中心處，上述安裝方式可以減小測量結(jié)果的誤差，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0027]所述的陰模6上設(shè)有上下貫通的豎直通道，所述上模沖2、下模沖4和顆粒材料壓坯I均位于所述的豎直通道內(nèi)，上模沖2、下模沖4和顆粒材料壓坯I的側(cè)壁與豎直通道的側(cè)壁相配合。上模沖2、下模沖4和顆粒材料壓坯I均位于陰模