专利名称：高频响应高温拉－扭疲劳引伸计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高频响应高温拉-扭疲劳引伸计，属于材料的拉-扭疲劳测试计的改进技术。
背景技术：
目前国内仅有单轴疲劳引伸计，还没有多轴疲劳引伸计的制作技术，且单轴引伸计的测试原理仍然是基于应变片法，没有从根本上克服应变片法的固有不足之处，如测试精度受贴片好坏影响较大，温度漂移，动态响应慢，测量范围小，使用寿命短等，同时现有引伸计无法用于高温材料试验，因此其适用性较差。

发明内容
本发明的目的在于提供一种高频响应高温拉-扭疲劳引伸计，该疲劳引伸计，测量动态响应快，精度高、使用寿命长。
本发明是通过下述技术方案加以实现的。该疲劳引伸计包括双向两杠杆机构及位移传感器构成，其特征在于双向两杠杆机构包括上下两个对称设置的非等厚壁段直角形受力板1、11，在两个受力板的竖向的厚壁板段的对口端通过压板14及螺栓13各连接一根石英顶针15，在两个受力板的两个薄壁板段之上由里至外依次连接拉-扭受力器、扭矩测试器和拉伸测试器，所述的拉-扭受力器包括两个转轴3转轴连接着弹簧片2及连接在弹簧片上的支持棒10构成；所述的扭矩测试器包括转动反射板8和连接在支承竖板4的扭转位移传感器9构成；所述的拉伸测试器包括支承在连接竖板5的轴向反射板6和轴向位移传感器7构成。
本发明的优点在于，结构简单，安装方便，测试范围可灵活调整，动态响应特性好，测试频率可达5次数/分钟，拉应变最大值可达5％，剪应变最大值可达5％，测试温度可达600～800℃，温漂小，测量范围广，使用寿命长，精度高的特点。


图1为本发明的结构示意图。
图中1上受力板、2弹簧片、3转轴、4支承竖板、5连接竖板、6轴向反射板、7轴向位移传感器、8转动反射板、9扭转位移传感器、10支持棒、11下受力板、12螺钉、13螺栓、14压板、15石英顶针、16试件。
具体实施例方式本发明的制备，主体上受力板1、转轴3、支承竖板4、连接竖板5、支持棒10、下传力板11等均采用铝合金材料，轴向反射板6、转动反射板8采用45号钢，弹簧片采用20mm宽，0.3mm厚的304不锈钢片制作。根据所需引伸计的标距设计弹簧片的高度。装配时，先利用螺栓固定好石英顶针，再将弹簧片2与转轴3以及支持棒10连接好，分别将支承竖板4、连接竖板5和转动反射板8与上传力板1和下受力板11连接，最后利用螺母将弹簧片转轴与受力板固定好即可。经计算在满足刚度和强度要求的情况下，统一采用M4螺纹、M4不锈钢螺钉或螺栓进行连接。
此外，为保证引伸计测试安装方便，还要根据试验机夹头的结构尺寸设计引伸计框架，框架高度一般为引伸计高度的1.5倍至2倍，应保证框架有足够的刚度。
本发明的的结构设计主要基于杠杆原理，其测试原理是，通过转轴以及弹簧片拉压方向的弹性变形，可以将顶针测量试件的转动变形和轴向相对变形转化为转动反射板和扭转位移传感器之间的相对位移输出，及轴向反射板与轴向位移传感器之间的相对位移输出。调整转轴、竖板、顶针长度可改变引伸计转动方向的测量范围；调整支持棒位置、下侧薄壁段长度、或者改变顶针与弹簧片的长度均可改变引伸计轴向测量范围。支持棒为整个引伸计的支点，将其与外部支架连接可以将引伸计在空间任意位置固定，方便装卡于被测试件上。
采用本发明测试试件拉-扭过程引伸计在第一次使用时应进行应变标定，从而可提高测量精度。将石英顶针接触试件上，试件在力的作用下产生轴向变形或转动变形，石英顶针将被测试件的转动变形与轴向相对变形通过转轴及弹簧片转换为相对位移输出，通过两个非接触式电涡流位移传感器测量该变化值，测得的位移值与传感器的电信号输出成线性关系。由两个电涡流传感器输出的毫伏级电压信号经直流放大器分别放大，得到正负5V(或10V，视AD板的量程范围而定)电压输入多通道AD板进行AD转换。最后，由AD板可以将被测试件的轴向与扭转应变值转化成数字信号在计算机上输出显示或存储以备后续处理。引伸计顶针采用石英棒则可用于高温应变的测量和控制。
权利要求
1.一种高频响应高温拉-扭疲劳引伸计，该疲劳引伸计包括双向两杠杆机构及位移传感器构成，其特征在于双向两杠杆机构包括上下两个对称设置的非等厚壁段直角形受力板(1)、(11)，在两个受力板的竖向的厚壁板段的对口端通过压板(14)及螺栓(13)各连接一根石英顶针(15)，在两个受力板的两个薄壁板段之上由里至外依次连接拉-扭受力器、扭矩测试器和拉伸测试器，所述的拉-扭受力器包括两个转轴(3)转轴连接着弹簧片(2)及连接在弹簧片上的支持棒(10)构成；所述的扭矩测试器包括转动反射板(8)和连接在支承竖板(4)的扭转位移传感器(9)构成；所述的拉伸测试器包括支承在连接竖板(5)的轴向反射板(6)和轴向位移传感器(7)构成。
全文摘要
本发明公开了一种高频响应高温拉－扭疲劳引伸计，属于材料的拉－扭疲劳测试计的改进技术。该疲劳引伸计包括双向两杠杆机构及位移传感器构成，双向两杠杆机构包括上下两个对称设置的非等厚壁段直角形受力板，在两个受力板的竖向的厚壁板段的对口端各连接一根石英顶针，在两个受力板的两个薄壁板段之上由里至外依次连接拉－扭受力器、扭矩测试器和拉伸测试器，所述的拉－扭受力器包括两个转轴、弹簧片及连接在弹簧片上的支持棒构成；所述的扭矩测试器包括转动反射板和扭转位移传感器构成；所述的拉伸测试器包括轴向反射板和轴向位移传感器构成。本发明的优点在于，安装方便，测量动态响应快，温漂小，测量范围广，使用寿命长，精度高。
文档编号G01N3/32GK1587970SQ200410072189
公开日2005年3月2日 申请日期2004年9月27日 优先权日2004年9月27日
发明者陈旭, 陈刚, 于德华 申请人:天津大学