专利名称：杆件拉压蠕变实验加载装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工程力学和机械设计，本加载装置可以应用于力学、材料科学、生物科学等领域，进行金属、非金属、复合材料杆件等进行拉伸、压缩的加载和蠕变试验研究。
背景技术：
目前，杆件的较大试验力的拉伸或者压缩蠕变实验加载，大多使用电子万能试验机或者液压试验机进行加载，该试验机虽然在载荷控制和蠕变数据采集方面性能优越，但是蠕变实验耗时长，试验机每次只能做一根试件，并且必须由实验人员操作和监控。这就大大增加了试验成本和时间，对于有特殊实验条件要求的试验，如低温、臭氧和紫外线等环境下的实验，就更需昂贵的试验费用，且加载装置不能移动。类似的简易加载装置还有液压千斤顶式和杠杆式加载架，这种装置使用起来较试验机方便灵活，但是液压千斤顶式的保持载荷效果不很理想，杠杆式装置的体积一般较大，保持载荷性能较好，但不能随意连续控制加载力的大小。
发明内容为了克服现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种杆件拉压蠕变实验加载装置，本实用新型采用螺纹式加载，使加载简单易行，操作简易安全，基本无能源消耗。适合整体放入密闭容器中，进行诸如臭氧、紫外线、低温环境等特殊条件下的长期载荷试验。本实用新型解决其主要技术问题所采用的技术方案为杆件拉压蠕变实验加载装置包括拉压力传感器、推力轴承、轴向承载力杆以及高强度螺母，其特征是所述3根轴向承载力杆的两端采用高强度螺母安装上盖板和下盖板，其中2根轴向承载力杆安装在所述装置的两侧，在两根相邻的轴向承载力杆之间安装实验用试件。所述实验用试件的一端通过试件连接插头与铰支连接插头一端铰链连接，铰支连接插头另一端与拉压力传感器螺纹连接，拉压力传感器与上盖板的传感器定位螺栓螺纹连接，在上盖板与之间传感器的传感器定位螺栓上装有推力轴承。实验用试件另一端通过试件连接插头与穿过下盖板的铰支定位加载螺栓通过销轴铰链连接，下盖板内侧或下盖板外侧的铰支定位加载螺栓上装有预紧螺母及推力轴承。所述上盖板与下盖板的结构相同，其边部外沿处设置加强筋板。所述铰支定位加载螺栓的螺栓部位加工垂直于轴线的销孔，铰支定位加载螺栓的螺纹部位铣削两个平行的平面。所述铰支连接插头的一端为双耳结构，双耳部位加工销孔，其另一端加工有螺纹。本实用新型的有益效果是由于采用平面排架式结构，可对每一根实验用试件单独加载。加载形式采用螺纹式加载，合理设计螺距尺寸，使加载简单易行，为了最大限度的减少螺母加载时的摩擦力，消除加载时可能附加的少许扭矩对试验用杆件的影响，在每根实验用试件的顶部连接处和底部加载端分别加入推力轴承。对每一根实验用试件配备两种加载连接构件，可以分别实施对实验用试件的拉伸和压缩载荷。这种螺纹加载方式在保持载荷以及对加载控制方面较液压千斤顶式的要理想得多，且该装置可以同时对五根实验用试件进行长期加载蠕变试验，试验过程中可以简单容易的对每个实验用试件进行载荷的调整，操作简易安全，不需要专人监控，基本无能源消耗，只需每隔三两天打开测力计观察各杆件载荷情况即可，绿色环保。该装置体积较小，整体重约30kg，适合整体放入密闭容器中， 进行诸如臭氧、紫外线、低温环境等特殊条件下的长期载荷试验。

图1是杆件压缩蠕变实验加载装置的结构示意图；图2是图1的A-A剖面图；图3铰支连接插头结构示意图；图4是滚花销钉结构示意图；图5铰支定位加载螺栓结构示意图；图6是图5的C-C剖面图；图7是杆件拉伸蠕变实验加载装置的结构示意图；图8是图7的B-B剖面图。在上述附图中，1.上盖板，2.传感器定位螺栓，3.拉压力传感器，4.铰支连接插头，5.销钉，6.铰支定位加载螺栓，7.预紧螺母，8.下盖板，9.推力轴承，10.轴向承载力杆，11.高强度螺母，12.试件连接插头，13实验用试件。
具体实施方式
实施例1图1是本实用新型公开的是一种100KN杆件压缩蠕变实验加载装置，所述装置包括50KN拉压力电阻式传感器3、推力轴承9、轴向承载力杆10以及高强度螺母11。该装置采用平面排架式结构，3根轴向承载力杆10的两端采用高强度螺母11安装上盖板1和下盖板8，其中2根轴向承载力杆10安装在所述装置的两侧，在两根相邻的轴向承载力杆10之间安装实验用试件13。所述实验用试件13的一端通过试件连接插头12与铰支连接插头4 一端铰链连接，铰支连接插头4另一端与50KN拉压力电阻式传感器3螺纹连接。50KN拉压力电阻式传感器3与上盖板1的传感器定位螺栓2螺纹连接，在上盖板1与50KN拉压力电阻式传感器3的之间的传感器定位螺栓2上装有推力轴承9。实验用试件13另一端通过试件连接插头12与穿过下盖板8的铰支定位加载螺栓6通过销轴5铰链连接，下盖板8内侧的铰支定位加载螺栓6上装有预紧螺母7及推力轴承9。所述上盖板1与下盖板8的结构相同，由45号钢加工而成，为增大抗弯、抗扭刚度，在上盖板1和下盖板8的两侧外沿处设有加强筋板。所述铰支定位加载螺栓6的螺栓部位加工垂直于轴线的销孔，铰支定位加载螺栓 6的螺纹部位铣削两个平行的平面，便于与试件连接插头12铰链连接和旋紧预紧螺母7。所述铰支连接插头4的一端为双耳结构，双耳部位加工销孔，其另一端加工有螺纹。支连接插头4的双耳结构与试件连接插头12铰链连接，其螺纹部分用于与50KN拉压力电阻式传感器3连接。
4[0023]杆件压缩蠕变实验加载装置作压缩加载实验时，可先将上盖板1与3根轴向承载力杆10用高强度螺母11连接，同时将五个50KN拉压力电阻式传感器3通过传感器定位螺栓2穿入推力轴承9连接在上盖板1即可；然后在拉压力传感器3下接口处，铰支连接插头 4其上端螺纹旋入50KN拉压力电阻式底端，下端由销钉连接实验用试件13。推力轴承9安装在下盖板8的内表面，预紧螺母7靠紧推力轴承9旋入加载，铰支定位加载螺栓6两侧面已经铣扁，用扳手卡住并旋转预紧螺母7，同时观察该50KN拉压力电阻式传感器3所对应测力计上载荷示数，达到所需实验力即可。实施例2图7、图8是本实用新型公开的是另一种100KN杆件拉伸蠕变实验加载装置，所述装置与100KN杆件压缩蠕变实验加载装置的结构基本相同，不同的是在下盖板8外侧，在铰支定位加载螺栓6上安装推力轴承9，预紧螺母7旋紧压靠在推力轴承9，对实验用试件 13进行拉伸加载载荷。杆件拉伸蠕变实验加载装置作拉伸加载实验时，可先将上盖板1与3根轴向承载力杆10用高强度螺母11连接，同时将五个50KN拉压力电阻式传感器3通过传感器定位螺栓2穿入推力轴承9连接在上盖板1即可；然后在50KN拉压力电阻式传感器3下接口处， 铰支连接插头4其上端螺纹旋入50KN拉压力电阻式传感器3的底端，下端由销钉连接实验用试件13。推力轴承9安装在下盖板8的外表面，预紧螺母7靠紧推力轴承9后旋入加载， 铰支定位加载螺栓6两侧面已经铣扁，用扳手卡住并旋转预紧螺母7，同时观察该50KN拉压力电阻式传感器3所对应测力计上载荷示数，达到所需实验力即可。该实用新型设计总载荷为100KN，每根实验用试件13所受拉伸或者压缩载荷不超过50KN，经实验同时加载五根碳纤维实验用试件13临界压缩试验，每根实验用试件13所受压力为20KN，进行了为期60天的保持载荷实验，效果理想，达到预期设计目标，累计10天载荷最大波动值不超过5%，该数值和测试用杆件类型和材料有关，该装置可以方便简捷的对每一根实验用试件的载荷进行调节，不需要对其时时监控，性能稳定、安全，适合整体放入密闭容器中，进行诸如臭氧、紫外线、低温环境等特殊条件下的长期载荷试验。可以大大节省蠕变试验加载的成本，提高效率。蠕变变形测量与数据自动采集系统与杆件拉压蠕变实验加载装置配合使用，在满足载荷控制和蠕变数据采集方面性能优越的前提下，可大幅度的降低杆件拉压蠕变试验的试验成本。
权利要求1.一种杆件拉压蠕变实验加载装置，所述装置包括拉压力传感器(3)、推力轴承(9)、 轴向承载力杆(10)以及高强度螺母(11)，其特征是所述3根轴向承载力杆(10)的两端采用高强度螺母(11)安装上盖板(1)和下盖板(8)，其中2根轴向承载力杆(10)安装在所述装置的两侧，在两根相邻的轴向承载力杆(10)之间安装实验用试件(13)。
2.根据权利要求1所述的杆件拉压蠕变实验加载装置，其特征是所述实验用试件 (13)的一端通过试件连接插头(1 与铰支连接插头(4) 一端铰链连接，铰支连接插头(4) 另一端与拉压力传感器C3)螺纹连接，拉压力传感器C3)与上盖板(1)的传感器定位螺栓 (2)螺纹连接，在上盖板(1)与拉压力传感器C3)之间的传感器定位螺栓( 上装有推力轴承(9)；实验用试件(13)另一端通过试件连接插头(12)与穿过下盖板⑶的铰支定位加载螺栓(6)通过销轴( 铰链连接，下盖板(8)内侧的铰支定位加载螺栓(6)上装有预紧螺母(7)及推力轴承(9)。
3.根据权利要求1或2所述的杆件拉压蠕变实验加载装置，其特征是下盖板(8)外侧的铰支定位加载螺栓(6)上装有推力轴承(9)及预紧螺母(7)。
4.根据权利要求1所述的杆件拉压蠕变实验加载装置，其特征是上盖板(1)与下盖板(8)的结构相同，其边部外沿处设置加强筋板。
5.根据权利要求1所述的杆件拉压蠕变实验加载装置，其特征是所述铰支定位加载螺栓(6)的螺栓部位加工垂直于螺栓轴线的销孔，铰支定位加载螺栓(6)的螺纹部位铣削两个平行面。
6.根据权利要求1所述的杆件拉压蠕变实验加载装置，其特征是所述铰支连接插头 (4)的一端为双耳结构，双耳部位加工销孔，其另一端加工有螺纹。
专利摘要本实用新型公开一种杆件拉压蠕变实验加载装置，所述装置包括拉压力传感器(3)、推力轴承(9)、轴向承载力杆(10)以及高强度螺母(11)，其特征是所述3根轴向承载力杆(10)的两端采用高强度螺母(11)安装上盖板(1)和下盖板(8)，其中2根轴向承载力杆(10)安装在所述装置的两侧，在两根相邻的轴向承载力杆(10)之间安装实验用试件(13)。本实用新型采用螺纹加载，加载形式简单易行，试验过程中可对每个实验用试件进行载荷的调整，操作简易安全，不需要专人监控，基本无能源消耗，该装置体积较小，适合整体放入密闭容器中，进行诸如臭氧、紫外线、低温环境等特殊条件下的长期载荷试验。
文档编号G01N3/02GK202013301SQ201120021338
公开日2011年10月19日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者刘小蛮, 牛晓霞, 王海燕 申请人:燕山大学