一种适用于材料拉伸试验的位移测量装置及试验机制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种适用于材料拉伸试验的位移测量装置，包括上下两个固定台，还包括两个及以上数量的直线位移传感器，所述直线位移传感器在拉伸过程中探测发生的位移且与分析设备信号连接。还提供一种适用于材料拉伸试验的试验机，采用本实用新型专利技术所述的位移测量装置。本实用新型专利技术中的位移测量装置及试验机能很好的满足材料拉伸试验中全过程位移测量的需求，能够获得准确的材料应力‑应变全过程曲线，不采用引伸计，解决了引伸计测量法中需提前松开引伸计和不能测得应力‑应变全过程曲线的问题，避免了试样断裂时引伸计被损坏，简化了材料拉伸试验的操作步骤；使用范围广，不受材料的尺寸限制或断裂伸长率的大小限制，可以用于大尺寸材料及断裂伸长率大的拉伸试验中的位移测量。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于材料拉伸试验的位移测量装置及试验机
本专利技术属于材料应力-应变测试领域，具体地，涉及一种适用于材料拉伸试验的位移测量装置及试验机，采用该位移测量装置及试验机可得到应力-应变全曲线。
技术介绍
拉伸试验是材料力学领域最基本的试验之一，通过测定待测试件在承受轴向拉伸荷载作用下的力学特性，可以得到材料的一些基本力学性能参数，如弹性模量、伸长率、屈服强度和抗拉强度等等。这些性能指标对于新材料和新产品的选材、设计和研制有十分重要的意义，另外，在材料的验收和产品的安全性能评估上，拉伸试验亦是必不可少。在拉伸试验的测量数据中，应力-应变曲线图是最直接、最常见的成果。目前在测材料的应力-应变曲线时，为了保证试验结果的准确性和可靠性，一般采用试验机上搭配使用引伸计的方法，引伸计是测量待测试件位移的仪器，在试验之前，常常用橡皮筋把引伸计的两个刀口固定在试件的标距上。但是，为了避免引伸计在试件断裂时被损坏，在试件接近断裂前应当松开引伸计的一个刀口。引伸计虽然可以排除试验机齿轮空转和试件非测量部分位移的干扰，但是也有几个缺点：（1）不能测出材料的应力-应变全过程曲线，即使通过数学方法得到了应力-应变全曲线，也是不准确的，可靠性未知。（2）试验时，松开引伸计的时间点不好控制，如果松开晚了，会损坏引伸计。（3）试验步骤繁琐，需要多出一人来操作引伸计。目前，也有针对类似问题的新试验装置和方法，例如，使用非接触式视频引伸计，但是这些装置或方法也有相应的缺点：（1）装置价格昂贵。（2）测量精度和稳定性还需提高。为了避免引伸计精度受到影响或报废，公开号为CN105158068A的中国专利技术专利提供了一种用于拉伸试验的位移测量装置，包括上横杆、立柱和下横杆；下横杆的一端与立柱连接，下横杆的另一端与下测量杆连接；支承框架具有第一连接端、第二连接端和第三连接端，导向管的上端与第一连接端连接，第二连接端上沿竖直方向设置有第二通孔，上测量杆穿过第二通孔且下端抵靠在下测量杆上，上测量杆与第二通孔之间存在间隙，限位件设置在上测量杆上且位于第二连接端的上方，限位件与第二连接端之间的最短距离≤安装的引伸计的量程，第三连接端与上横杆连接；上横杆和下横杆沿水平方向设置，立柱、导向管、上测量杆和下测量杆沿竖直方向设置。该装置可以保护引伸计不被损坏和保证精度，而且可以降低操作员的劳动强度，提高生产试验效率，降低成本。但是，以上现有技术中仍然用到引伸计，且引伸计量程固定，在试验断裂伸长率较大的材料时，仍然无法测得完整的应力-应变曲线，而且主要适用于高温拉伸试验，没有给出常温下的装置。因此，一种新的拉伸试验装置应运而生，该装置结构简单，能测得应力-应变全过程曲线，且结构简单、操作简便和精度较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种与以上现有技术思路不同的拉伸试验中的位移测量装置，该装置不采用引伸计，解放了劳动力，还可解决使用引伸计的传统测量方法不能完整测量出应力-应变全曲线的缺陷，保证测量结果的准确性，满足工程及科研要求，还有利于实现测量自动化。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种适用于材料拉伸试验的位移测量装置，包括上下两个固定台，还包括两个及以上数量的直线位移传感器，所述直线位移传感器在拉伸过程中探测发生的位移且与分析设备信号连接，将探测到的位移传递给分析设备，结合试验机的力，可得出完整地测出材料的应力-应变曲线，能满足更多的工程及科研要求，且不用人工取下引伸计，解放了劳动力，还有利于实现测试自动化，减少测试失误的发生。优选的是，所述适用于材料拉伸试验的位移测量装置还包括两个及以上数量的导杆、套管；所述导杆对称地连接在上固定台，所述套管对称地连接在下固定台；每个所述导杆能分别与每个所述套管套装，每个所述直线位移传感器固定连接在所述导杆上并通过导线与分析设备信号连接。该位移测量装置在不采用引伸计的情况下，能够实现精确测量材料的力学性能，尤其能完整地测出材料的应力-应变曲线，能满足更多的工程及科研要求，且不用人工取下引伸计，解放了劳动力，还有利于实现测试自动化，减少测试失误的发生；使用范围广，不受材料的尺寸或断裂伸长率的大小限制，可以用于大尺寸材料及断裂伸长率大的拉伸试验中的位移测量。上述任一方案优选的是，所述两个及以上数量的直线位移传感器完全相同。设置两个及以上数量的种类相同的直线位移传感器的目的：一是如果试验材料有点歪了（即转动了点，发生了角位移），可减少误差；二是减小传感器本身的误差。上述任一方案优选的是，所述导杆穿于所述管状套管中，两者在竖直方向可做低摩擦滑动。所述低摩擦互动是指导杆与套管之间在滑动的过程中存在摩擦，但是摩擦很小，以不会影响试验机测得的力为目的。上述任一方案优选的是，所述导杆为圆柱状，所述套管为圆管状。上述任一方案优选的是，所述导杆为方形柱状，所述套管为方形管状，形状、尺寸与所述导杆匹配。上述任一方案优选的是，所述的直线位移传感器竖直设置，即与试样的拉伸方向一致，以便更准确地感应位移的变化。上述任一方案优选的是，所述两个套管上分别设置微调螺旋，用于拉伸前调整位移传感器的测量杆至最大量程位置，即复位。上述任一方案优选的是，所述微调螺旋能相对套管在拉伸方向上微调。这样可以带动微调螺旋上的挡板，进而带动位移传感器的测量杆上下移动，便于在试验前调整测量杆至最大量程位置。上述任一方案优选的是，所述直线位移传感器的测杆端部顶在微调螺旋的挡板上。这样设置，测杆和挡板可以分开，整个装置上下部分可以在断裂后分开，避免了传感器破坏。传统引伸计测量法如果不提前取下刀口，可能会发生震坏或超过量程拉坏。上述任一方案优选的是，所述上固定台和下固定台分别为整体结构，且分别设有安装试件的孔。上述任一方案优选的是，所述上固定台和下固定台分别由两块半固定台拼装并由螺钉固定而成，拼接而成的上固定台和下固定台分别包括容纳试件的孔，每块上半固定台上连接数量相同且位置对称的导杆，每块下半固定台连接数量相同且位置对称的套管。将固定台设置成拼装结构，能在每个半固定台设置不同形状的半孔，可适应不规则形状的试件。上述任一方案优选的是，所述试件通过所述紧固螺钉固定，即使试件形状与固定台上的孔的形状、尺寸不匹配，也可通过紧固螺钉固定试件。上述任一方案优选的是，所述紧固螺钉包括弹簧，并通过所述弹簧与试验材料弹性连接。在试件和紧固螺钉间设置弹簧，可以避免试件在拉伸过程中慢慢变细而引起的松动，当试件变细后，弹簧伸长，仍然能牢牢压紧试件，保证位移的测量精度。上述任一方案优选的是，所述上下固定台分别包括凸台，所述导杆和套管与所述凸台连接，这样便可在上下固定台的多个方向采用螺钉固定试件，使得该位移测量装置可适用于更多形状、尺寸的试件。本专利技术还提供一种适用于材料拉伸试验的试验机，采用如上任一方案所述的位移测量装置。本专利技术的有益效果是：本专利技术中的装置及试验机能很好的满足材料拉伸试验中全过程位移测量的需求，在测量材料拉伸试验中的应力-应变曲线过程中，不需要在试验材料断裂前松开测量仪器，解放了劳动力，有利于测试自动化进行；能够准确测出应力-应变全曲线；简化了试验操作步骤，降低了试验发生失误的概率；避免了引伸计损坏的问题；位移传感器在使用中的位移分辨率更高，且本专利技术中的装置结构简单，操作步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于材料拉伸试验的位移测量装置，包括上下两个固定台，其特征在于：还包括两个及以上数量的直线位移传感器，所述直线位移传感器在拉伸过程中探测发生的位移且与分析设备信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种适用于材料拉伸试验的位移测量装置，包括上下两个固定台，其特征在于：还包括两个及以上数量的直线位移传感器，所述直线位移传感器在拉伸过程中探测发生的位移且与分析设备信号连接。2.如权利要求1所述的适用于材料拉伸试验的位移测量装置，其特征在于：还包括两个及以上数量的导杆、套管；所述导杆对称地连接在上固定台，所述套管对称地连接在下固定台；每个所述导杆能分别与每个所述套管套装，每个所述直线位移传感器固定连接在所述导杆上并通过导线与分析设备信号连接。3.如权利要求2所述的适用于材料拉伸试验的位移测量装置，其特征在于：所述导杆穿于所述套管中，两者在竖直方向能做低摩擦滑动。4.如权利要求3所述的适用于材料拉伸试验的位移测量装置，其特征在于：两个所述套管上分别设置微调螺旋，所述微调螺旋能相对套管在拉伸方向上微调。5.如权利要求4所述的适用于材料拉伸试验的位移测量装置，其特征在于：所述直线位移传感器的测杆端部顶在微调螺旋的挡板上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝文君，强伟乐，井国庆，黄刚，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：新型
国别省市：北京,11