专利名称：一种单动力双向拉伸装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及材料力学性能测试的拉伸装置，具体是指一种单动力双向拉伸装置。
背景技术：
材料力学性能参数是对构件进行理论设计计算的基础，传统的材料力学性能拉伸实验中，一般是利用普通材料实验机的一对钳口，在圆棒状或板条状试样的两端将试样夹紧，沿试样长度方向加载进行单向拉伸实验，能够测得的性能指标项目较少，仅能满足简单的设计计算要求。随着计算机数值仿真技术的发展和应用，对仿真结果的准确性要求逐渐提高，因而对材料的力学性能的准确性和完整性也提出了新的要求，进行单向拉伸实验已无法得到材料较为全面的力学性能指标，需要对板状材料试样进行双向拉伸实验。目前所采用的双向拉伸方法，一般采用的是两个伺服电机在相互垂直的方向对试样进行双向拉伸，通过编制程序使两个伺服电机产生不同的驱动速度，以达到双向拉伸时在相互垂直的两个方向上按所设定的比例进行伸长变形。但这样的装置需要两套伺服电机，而且需要设计专用的双向拉伸机，成本较高。
发明内容为克服现有技术的缺点和不足，本实用新型提供一种技术手段简便易行的单动力双向拉伸装置，其仅用一个动力驱动两个方向的拉伸。本实用新型通过下述技术方案实现—种单动力双向拉伸装置，其特点在于，包括底座、十字平台、X方向直线导轨及其 X方向滑块、Y方向直线导轨及其Y方向滑块、ζ方向直线导轨及其Z方向滑块、Y方向同步连杆、试样夹头、两个滚轮机构、等腰三角架；所述十字平台固定安装在底座上，X方向直线导轨及Y方向直线导轨相互垂直地固定安装在十字平台上，Z方向直线导轨固定安装在底座的立柱上；所述X方向滑块滑动安装在X方向直线导轨上，所述Y方向滑块滑动安装在Y方向直线导轨上，所述Z方向滑块滑动安装在Z方向直线导轨上；所述试样夹头固定安装在X方向滑块和Y方向滑块上，所述同步连杆为Y方向两根等长度的同步连杆构成等腰三角形的两个腰，即同步连杆的两端分别与Y方向的两个滑块转动相连，另两端铰接并与Z方向滑块转动相连；所述两个滚轮机构安装在X方向的两个滑块上，所述等腰三角架相等的两个边的两端分别与Y方向的一个滑块活动连接，另外两端分别与第三个边活动连接，所述第三个边的中部固定在Y方向的第三个滑块上，所述等腰三角架相等的两个边的外侧与滚轮机构滚动接触。所述等腰三角架的两个相等的边上各设置有数个圆孔，第三个边上设置有长形孔。[0013]所述等腰三角架的调整角度为0° 90°。[0014]所述两个滚轮机构通过T型槽安装在X方向的两个滑块上。[0015]本实用新型可以安装在现有的具有伺服电机的机器上进行双向拉伸实验，进行双向拉伸实验时，将底座固定安装在机床上，并使Y方向与机床的伺服电机驱动方向一致。当伺服电机驱动Y方向的一个滑块产生拉力而使滑块移动时，通过Y方向两根等长度的同步连杆使Y方向的两个滑块同步反向移动，并通过等腰三角架驱动X方向的两个滑块同步反向移动，实现Χ、γ两个方向的同步拉伸。通过调整等腰三角架顶点的角度，使得Χ、γ两个方向的拉伸变形量实现任意的比例要求。[0016]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是[0017]1、只需要一台伺服电机就可以实现两个方向的拉伸变形，通过两个等腰三角架实现双向同步拉伸，通过调整其中一个等腰三角架顶角的大小来调整两个方向的变形量的比例。并且在实验过程中，可以保持试样中心的位置不变，便于采用图像技术采集数据。可以实现双向拉伸时任意的变形量比例。[0018]2、不需要专用的双向拉伸机，只要把本装置安装在一般具有伺服电机的机床上便可以进行实验。[0019]3、结构简单、操作方便，成本低，适用范围广。

[0020]图1是本实用新型单动力双向拉伸装置的总装结构示意图。[0021]图2是用于本实用新型的板状拉伸试样。[0022]图3是本实用新型单动力双向拉伸装置Y方向的拉伸原理示意图。[0023]图4是本实用新型单动力双向拉伸装置X方向的拉伸原理示意图。
具体实施方式
[0024]下面对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。[0025]如图1所示。本实用新型单动力双向拉伸装置，包括底座1、十字平台2、Χ方向直线导轨31及其X方向滑块32、Y方向直线导轨41及其Y方向滑块42、Z方向直线导轨51 及其Z方向滑块52、Y方向同步连杆6、试样夹头7、两个滚轮机构8、等腰三角架9 ；所述十字平台2固定安装在底座1上，X方向直线导轨31及Y方向直线导轨41相互垂直地固定安装在十字平台2上，Z方向直线导轨51固定安装在底座1的立柱上；[0026]所述X方向滑块32滑动安装在X方向直线导轨31上，所述Y方向滑块42滑动安装在Y方向直线导轨41上，所述Z方向滑块52滑动安装在Z方向直线导轨51上；[0027]所述试样夹头7固定安装在X方向滑块32和Y方向滑块42上，所述同步连杆6 为Y方向两根等长度的同步连杆6构成等腰三角形的两个腰，即同步连杆6的两端分别与 Y方向的两个滑块42转动相连，另两端铰接并与Z方向滑块52转动相连；[0028]所述两个滚轮机构8安装在X方向的两个滑块32上，所述等腰三角架9的相等的两个边91的两端分别与Y方向的一个滑块42活动连接，另外两端分别与第三个边92活动连接，所述第三个边92的中部固定在Y方向的第三个滑块93上，所述等腰三角架9的相等的两个边91的外侧与滚轮机构8滚动接触。[0029]所述等腰三角架9的相等两个边91 (连杆)上设置有数个圆孔，第三个边92 (连杆)上设置有长形孔，可以用来调整等腰三角架9顶点的角度。所述等腰三角架9可在 0° 90°范围内调整。[0030]所述两个滚轮机构8可通过T型槽安装在X方向的两个滑块32上。并可以在滑块32上移动和/或紧固。[0031]进行双向拉伸实验时，将底座1固定安装在具有伺服电机驱动的机床上，并使Y方向与机床的伺服电机驱动方向一致。先将图2所示的试样用试样夹头7装夹在X、Y方向的四个滑块32、42上。当伺服电机驱动Y方向的一个滑块42产生拉力F而使左侧滑块42向左移动时(如图3所示)，通过等长度的两根Y方向同步连杆6使Y方向的两个滑块42同步反向移动。当Y方向的滑块42带动等腰三角架9向左移动时(如图4所示)，等腰三角架9的相等的两个边91通过推动滚轮机构8来驱动X方向的两个滑块32同步反向移动， 从而对试样进行X、Y两个方向的同步拉伸。将等腰三角架9的相等的两个边91对应安装到第个三边92的长形孔的不同位置上，就可以调整等腰三角架顶点的角度，使得试样在X、 Y两个方向的拉伸变形量的大小实现不同的比例。比如当等腰三角架顶点角度为90°时， X、Y两个方向的变形量之比为1 1;当角度为53. 1°时，X、Y两个方向的变形量之比为 1 2。当角度在0 90°范围内调整时，便可以得到两个方向任意的变形量比例。[0032]在进行双向拉伸实验时，由于X、Y两个方向的滑块均为同步反向运动，所以试样的中心区域在拉伸变形过程中保持位置不变，便于采用图像技术采集变形数据。[0033]如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰， 都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求1.一种单动力双向拉伸装置，其特征在于，包括底座、十字平台、X方向直线导轨及其X 方向滑块、Y方向直线导轨及其Y方向滑块、Z方向直线导轨及其Z方向滑块、Y方向同步连杆、试样夹头、两个滚轮机构、等腰三角架；所述十字平台固定安装在底座上，X方向直线导轨及Y方向直线导轨相互垂直地固定安装在十字平台上，Z方向直线导轨固定安装在底座的立柱上；所述X方向滑块滑动安装在X方向直线导轨上，所述Y方向滑块滑动安装在Y方向直线导轨上，所述Z方向滑块滑动安装在Z方向直线导轨上；所述试样夹头固定安装在X方向滑块和Y方向滑块上，所述同步连杆为Y方向两根等长度的同步连杆构成等腰三角形的两个腰，即同步连杆的两端分别与Y方向的两个滑块转动相连，另两端铰接并与Z方向滑块转动相连；所述两个滚轮机构安装在X方向的两个滑块上，所述等腰三角架的相等的两个边的两端分别与Y方向的一个滑块活动连接，另外两端分别与第三个边活动连接，所述第三个边的中部固定在Y方向的第三个滑块上，所述等腰三角架的相等的两个边的外侧与滚轮机构滚动接触。
2.根据权利要求1所述的单动力双向拉伸装置，其特征在于，所述等腰三角架的两个相等的边上各设置有数个圆孔，第三个边上设置有长形孔。
3.根据权利要求2所述的单动力双向拉伸装置，其特征在于，所述等腰三角架的调整角度为0° 90°。
4.根据权利要求3所述的单动力双向拉伸装置，其特征在于，所述两个滚轮机构通过T 型槽安装在X方向的两个滑块上。
专利摘要本实用新型公开了一种单动力双向拉伸装置，其特点在于，包括底座、十字平台、X方向直线导轨及其X方向滑块、Y方向直线导轨及其Y方向滑块、Z方向直线导轨及其Z方向滑块、Y方向同步连杆、试样夹头、两个滚轮机构、等腰三角架；本实用新型的优点在于只用一个伺服电机实现双向拉伸，并且在实验过程中，可以保持试样中心的位置不变，便于采用图像技术采集数据。提供的实验装置结构简单、操作方便，成本低，适用范围广，可以安装在普通具有伺服电机的机床上进行实验。可以实现两个方向任意的变形量比例。
文档编号G01N3/08GK202284999SQ20112041007
公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者叶福源, 夏琴香, 张赛军, 程秀全, 邱遵文 申请人:华南理工大学