专利名称：多功能材料力学试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种材料力学性能检测试验装置，尤其针对高等院校材料力学实验教学领域。
背景技术：
目前，在对材料进行拉、压、弯、扭及弯扭组合实验时均采用几种不同的试验设备，即通常我们所见到的拉、压万能试验机、扭转试验机及弯扭组合试验台等。如济南试金集团生产的WE-100型液压式万能试验机可对材料进行拉、压、弯等试验，但其不能对材料进行扭转实验及弯扭组合试验；青山试验机厂生产的NJ-100B型扭转试验机可对材料进行扭转试验但无法对材料进行拉、压试验及弯扭组合试验，且价格较高。有些针对材料力学实验教学开发的组合试验装置，价格较低且大部分为几种试验的组合，但都不包括基本的拉、压及扭转破坏性试验。如实用新型《材料力学多功能试验台》(专利号ZL 97207386.8)可完成材料的弯扭及小载荷下的拉、压等，但无法对材料进行扭转及基本的拉、压破坏性试验。且多数测试仪表采用随不同试验后装的方式，增加了试验的繁琐程度且不利于节省试验空间。

发明内容
本发明的目的是提供一种多功能材料力学试验机，其将拉、压、弯、扭及弯扭组合试验组合在一台试验机上完成，能够完成试件的的拉、压、弯、扭及弯扭组合试验。且对常用被测参量设置相应的传感器供后续的数据采集设备使用。
本发明的方案是本发明由相互联系的加载部分、传感部分组成。其中加载部分完成对试件的装夹及施加指定外荷载；传感部分将各种被测参数以电信号的形式输出供数据采集设备使用。
加载部分由基本拉、压加载及扭转加载两部分组成。拉、压加载采用液压油缸加载的方式，扭转加载采用电动机带动减速机加载的方式。拉、压部分安装在一门式框架内，扭转部分安装在门式框架的一侧。在门式框架的另一侧安装弯扭组合根部发兰，在门式框架内侧安装弯曲支座。机架采用型钢焊接的门式结构，油缸安装在门式框架的下部，拉、压另一固定点设置在门式框架的上部，这样便形成一拉压的空间。在此空间内通过安装不同的试件及采用不同的加载形式可完成试件的拉伸、压缩、弯曲及弯扭组合等实验。在门式框架一侧立柱下部安装扭转减速机支承板，扭转减速机总成安装在支撑板上，其输出轴形成扭转的动端；在立柱上部固定扭矩传感器形成扭转的定端，动端与定端之间形成一扭转空间。将扭转试件两端分别与扭转的动端与定端相联接便可进行扭转试验。
传感部分设置了油缸压力传感器、油缸活塞杆位移传感器、扭矩传感器及光电编码器分别用来检测油缸输出的拉力、压力、油缸活塞杆的位移、扭转试验的扭矩及扭转动轴的转角。并将所有传感器输出接头集中到实验机的一侧，供数据采集设备使用。
本发明的优点是将基本的拉、压、弯、扭及弯扭组合实验组合在一起，可使不同的实验集中完成，有利于降低生产成本。夹头联接形式简单有利于试验的扩充。并装有多种传感器，有利于数据采集。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明


图1为多功能材料力学试验机实施例的外观正面视2为多功能材料力学试验机实施例的结构立面图，图3的A-A向剖视3为图2的B-B向剖视4为图1的左视5为图1的右视6为弯扭组合试件的俯视图
图中1是底座，2是左立柱，3是下横梁，4是扭转减速机支撑板，5是扭转减速机总成，6是光电编码器，7是扭转动轴，8是扭转下夹头，9是扭转试件，10是扭转上夹头，11是扭转定轴，12是扭矩传感器，13是扭矩传感器固定板，14是上横梁，15是压力表，16是上部铰总成，17是上部铰拉杆，18是拉、压上转接套，19是拉伸试件上夹头，20是弯扭组合根部发兰，21是拉伸试件，22是弯曲支座，23是拉伸试件下夹头，24是拉、压下转接套，25是转接杆，26是工作平台，27是工作平台支架，28是油缸活塞杆，29是油缸，30是右立柱，31是油泵总成，32是进油手轮，33是控制按钮，34是控制斜面板，35是电气柜，36是右侧小立柱，37是回油手轮，38是左侧小立柱，39是抽屉，40是扭转上部封板，41是前面下部封板，42是传感器输出接头，43是压缩油缸压力传感器，44是拉伸油缸压力传感器，45是活塞杆位移传感器，46是压缩上承压板，47是压缩下部铰总成，48是压缩试件，49是弯扭组合试件施力杆，50是弯扭组合试件弯扭杆，51是弯扭组合试件固定杆。
具体实施例方式
本发明的一个实施例是这样实施的一、拉压部分 在图1、图2、图3、图6中，由底座(1)、左立柱(2)、右立柱(30)、上横梁(14)及下横梁(3)组成一拉、压框架，左立柱(2)、右立柱(30)、及下横梁(3)焊接在底座(1)上，上横梁(14)及下横梁(3)分别与左立柱(2)、右立柱(30)焊接。油缸(29)固定在下横梁(3)上，拉、压下部转接套(24)通过转接杆(25)与油缸活塞杆(28)相联接，上部铰总成(16)固定在上横梁(14)上，拉、压上部转接套(18)通过上部铰拉杆(17)与上部铰总成(16)相联接。拉伸实验时，在拉压上、下转接套(18)、(24)上分别装上拉伸试件上、下夹头(19)、(23)，拉伸试件(21)通过拉伸上、下夹头(19)、(23)夹紧，则油缸活塞杆(28)向下运动时可对拉伸试件(21)施加拉力。拉力的大小由拉伸油缸压力传感器(44)输出，试件的变形由油缸活塞杆位移传感器(45)输出。压缩实验时，在拉压上、下转接套(18)、(24)上分别装上压缩上承压板(46)及压缩下部铰总成(47)，压缩试件(48)平放在压缩下部铰总成(47)上，则油缸活塞杆向上运动时可对压缩试件(48)施加压力。压力的大小由压缩油缸压力传感器(43)输出，试件的变形由内装的油缸活塞杆位移传感器(45)输出。驱动活塞杆(28)运行的液压油由油泵总成(31)提供，活塞杆(28)上下行的换向、运行速度、荷载的大小由控制按钮(33)、进油手轮(32)及回油手轮(37)共同完成。压力表(15)安装在右立柱(30)上部，直接与油泵总成(31)的压力油输出油管相联接，监视试验过程中压力的变化。在右立柱(30)中部安装弯扭组合根部发兰(20)，将弯扭组合试件固定杆(51)安装在弯扭组合根部发兰中(20)，弯扭组合试件施力杆(49)与油缸活塞杆(28)相联接，活塞杆(28)下行便可完成对弯扭组合试件弯扭杆(50)的弯扭组合加载，荷载的大小由拉伸油缸压力传感器(44)输出，施力端的位移由活塞杆位移传感器(45)输出。
在左、右立柱(2)、(30)中部分别装有弯曲支座(22)，使得可在拉压空间完成弯曲实验。油缸活塞杆(28)及上部铰拉杆(17)均以螺纹形式对外联接，以利于扩充其它的试验。
二、扭转部分 在图2、图5中，由底座(1)、左立柱(2)、扭转减速机支承板(4)、扭矩传感器固定板(13)组成扭转框架，扭转减速机支承板(4)、扭矩传感器固定板(13)皆与左立柱相联接，扭转减速机支承板(4)同时与底座(1)相联接。扭转减速机总成(5)安装在扭转减速机支承板(4)上，扭转减速机总成(5)输出轴与扭转动轴(7)相联接，光电编码器(6)及扭转下夹头(8)安装在扭转动轴(7)上。扭矩传感器(12)安装在扭矩传感器固定板(13)上，扭转定轴(11)穿过扭矩传感器(12)，并可在扭矩传感器(12)中上下滑动，扭转上夹头(10)安装在扭转定轴(11)上。扭转试件(9)为两端铣平的圆试件，分别安装在扭转上、下夹头(10)、(8)的钳口中，起动扭转减速总成(5)，扭转动轴(7)转动，便可对扭转试件(9)施加扭矩。扭矩的大小由扭矩传感器(12)输出，转角由光电编码器(6)输出。
三、附属部分 在图1、图2、图4中，距底座(1)一定高度上设一工作平台(26)，工作平台(26)固定在工作平台支架(27)上，工作平台支架(27)分别焊接在左立柱(2)、右立柱(30)、左侧小立柱(38)、右侧小立柱(36)上，左侧小立柱(38)、右侧小立柱(36)焊接在底座(1)上。电气柜(35)设置在扭转减速机支承板(4)上。在电气柜(35)右侧设置前面下部封板(41)，安装在左侧小立柱(38)、右侧小立柱(36)上。控制斜面板(34)安装在工作平台(26)及左、右侧小立柱(38)、(36)上。控制按钮(33)安装在控制斜面板(34)上。传感器输出接头(42)集中布置在实验机右侧，工作平台(26)下方。抽屉(39)安装在控制斜面板(34)中间部位。油泵总成(31)固定在底座(1)上。
权利要求
1.一种多功能材料力学试验机，拉、压加载采用液压油缸加载的方式，扭转采用电动机驱动减速机加载的方式，机架采用门式框架结构，其特征在于拉、压加载系统和扭转加载系统安装在同一个机架上。
2.如权力要求1所述的多功能材料力学试验机，其特征在于在一立柱上装有弯扭组合根部发兰。
3.如权力要求1所述的多功能材料力学试验机，其特征在于在其框架内侧装有弯曲支座。
全文摘要
本发明涉及一种多功能材料力学试验机，其将拉、压、弯、扭及弯扭组合等试验组合在一台试验机上完成。拉、压加载采用液压油缸加载的方式，扭转采用电动机驱动减速机加载的方式。机架采用门式框架结构，拉、压部分安装在门式框架内，扭转部分安装在门式框架的一侧，在门式框架的另一侧安装弯扭组合根部发兰，在门式框架内侧安装弯曲支座。对常用被测参量设置相应的传感器。本发明将拉、压、弯、扭及弯扭组合等试验组合在一台试验机上完成，节省试验空间及降低生产成本。夹头联接形式简单有利于试验的扩充。且常用被测参量多由内装式的传感器以电信号的形式向外传输，有利于后续数据采集设备的数据采集。尤其适合材料力学的教学试验。
文档编号G01N3/08GK1570593SQ03144008
公开日2005年1月26日 申请日期2003年7月25日 优先权日2003年7月25日
发明者吴江龙, 孙仙山, 阮树铭, 张瑞丰, 周新刚, 王新仁 申请人:烟台大学