一种长期弯曲蠕变试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种长期弯曲蠕变试验装置及方法，横梁的一端通过活动挂钩挂装砝码挂台，横梁的另一端通过活动铰链与支柱连接，底座上固定安装数显千分表，底座两侧对称固定安装下压头滑轨，下压头滑轨上滑动安装下压头，下压头上固定安装有试样固定器，横梁上固定安装上压头滑轨，上压头滑轨上滑动安装上压头。本发明专利技术通过杠杆原理实现载荷的放大，占用空间小，受力稳定性好，成本低，操作方便，可调整压头使其能够适应平板、圆棒、三明治结构、横梁等多种形状和尺寸的试样，能够实现三点弯曲和四点弯曲两种加载方式，适用范围广泛，测量变形精度高，并且可以大批量试验同步进行，从而实现不同条件下材料长期弯曲蠕变的系统性测试。同条件下材料长期弯曲蠕变的系统性测试。同条件下材料长期弯曲蠕变的系统性测试。

【技术实现步骤摘要】
一种长期弯曲蠕变试验装置及方法


[0001]本专利技术属于材料力学性能测试
，具体涉及长期弯曲蠕变试验装置及方法。

技术介绍

[0002]在各种领域的应用中，零件与结构往往会承受长期弯曲载荷，在长期弯曲载荷的作用下，以塑料、复合材料、岩石以及部分金属为代表的多种材料都会出现变形不断增大的现象，即材料的蠕变行为。过大的蠕变变形会导致结构的破坏与失效从而引起损失和危险，因此，材料的弯曲蠕变试验是至关重要的，通过弯曲蠕变试验可以获得材料的蠕变性能及规律，从而避免材料在使用过程中因蠕变所引发的破坏或失效。为了准确获得材料的长期弯曲蠕变性能，弯曲蠕变试验往往需要持续几个月甚至几年的时间，同时还需要对多组试样进行不同条件下的测试。
[0003]目前，国内外长期弯曲蠕变试验大多使用蠕变试验机进行，单台试验机只能进行单个试样的试验，蠕变试验机设备庞大且制造成本高，若要进行多组蠕变测试，所需蠕变试验机的数量以及试验设备占用的时间成本均极大，在长时间的试验过程中也较难保证稳定的电力供应，以上问题严重阻碍了材料的长期弯曲蠕变试验开展。
[0004]近年来，采用结构简单的长期弯曲蠕变试验装置进行长期弯曲蠕变试验的方法表现出巨大的潜力。然而目前的长期弯曲蠕变试验装置仍存在种种不足，千斤顶长期加载会出现卸力现象，伺服加载装置结构复杂成本较高，使用过程需要持续电力供应。此外现有长期弯曲蠕变试验装置还普遍存在加载稳定性差、适用载荷范围小、适用试样形状尺寸范围小、无法同时适用于三点弯曲和四点弯曲试验、测试精度低以及难以同时进行大批量试验等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种长期弯曲蠕变试验装置及方法，装置采用砝码重力进行加载，基于杠杆原理通过横梁实现载荷放大，结构简单操作简便，占用空间小，成本低，可进行大批量测试，能够适应平板、圆棒、三明治结构、横梁等多种形状和尺寸的试样，通过调整夹头可实现三点弯曲和四点弯曲两种不同加载方式的切换，施加砝码载荷外力稳定，可通过调整力臂以及砝码质量实现材料所施加的不同载荷，可以满足不同类型材料在不同应力水平下进行长期的弯曲蠕变性能测试。
[0006]本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种长期弯曲蠕变试验装置，其特征在于：包括横梁及底座，所述横梁的一端安装有活动挂钩，所述活动挂钩上挂装砝码挂台，所述砝码挂台上放置砝码载荷；所述横梁的另一端通过活动铰链与支柱连接，所述横梁绕所述支柱转动形成杠杆，所述支柱下端与所述底座固定连接，所述底座固定安装有千分表支座，所述千分表支座上固定安装数显千分表，所述数显千分表上安装千分表顶针，所述底座两侧对称固定安装下压头滑轨支撑梁，所述
下压头滑轨支撑梁之间固定安装下压头滑轨，所述下压头滑轨上通过滑块螺母滑动安装两个下压头，所述下压头上固定安装有试样固定器，所述试样固定器之间放置试样，所述横梁上对应所述试样固定安装上压头滑轨，所述上压头滑轨上通过滑块螺母滑动安装上压头，所述上压头与下压头均与试样接触，所述千分表顶针的顶端所述试样的底面接触。
[0008]而且，所述砝码挂台上放置砝码或起到与砝码同等效果的重物以实现重力加载。
[0009]而且，所述上压头的个数为1个或2个，所述下压头的个数为2个。
[0010]而且，所述上压头与下压头相互平行。
[0011]而且，所述上压头与下压头可以分别在上压头滑轨及下压头滑轨上滑动以改变间距。
[0012]而且，所述横梁上安装的活动挂钩、活动铰链、上压头滑轨三者的相对位置为上压头滑轨位于活动挂钩与活动铰链之间且靠近活动铰链。
[0013]而且，所述活动挂钩通过滑块螺母滑动安装于所述横梁上。
[0014]而且，所述支柱与底座之间、所述底座与下压头滑轨支撑梁之间、所述下压头滑轨支撑梁与下压头滑轨之间、所述上压头滑轨与横梁之间均通过角码固定连接。
[0015]而且，所述底座对应所述砝码载荷下方固定安装有加强梁。
[0016]一种长期弯曲蠕变试验装置的试验方法，其特征在于：所述方法的步骤为：
[0017]1)试验前准备：滑动上压头及下压头调整压头至试样所需的跨距，将试样放置在下压头上，调整试样固定器将试样固定，用拉力器将安装有砝码挂台及砝码载荷的横梁以活动铰链为轴心向上旋转提起使其悬空，调整砝码载荷的数量使其达到所需重量；
[0018]2)加载试验：将数显千分表置零并开始数据采集，撤去拉力计，缓慢下放横梁使上压头与试样上表面接触，当上压头完全压在试样上表面后，试样被施加至所需的恒定载荷，此时数显千分表所记录的变形为材料的弹性变形a；在此恒定载荷的作用下，试样随时间的延长发生蠕变，表现为变形逐渐增大，从数显千分表所记录的实时数据b(t)，可计算出试验中试样的蠕变变形，即b(t)
‑
a；长期蠕变试验结束后，将砝码挂台向上抬起，取出试样并取下砝码载荷，完成试验。
[0019]本专利技术的优点和有益效果为：
[0020]1、本专利技术采用砝码重力加载，长期加载稳定可靠，无需额外载荷动力，采用杠杆原理对载荷进行放大，适用的载荷范围广泛。
[0021]2、本专利技术可通过调整力臂以及砝码重量的方法对样品施加不同大小的载荷，可实现不同应力水平下的长期弯曲蠕变性能测试。
[0022]3、本专利技术可以多装置联用同时进行多个不同条件下的测试，实现大批量试验同步进行，大大节约了试验的时间成本。
[0023]4、本专利技术可以对各种尺寸的平板、圆棒、三明治结构、横梁等材料试样进行长期弯曲蠕变测试，且跨距可以任意调整，适用范围广泛。
[0024]5、本专利技术可以实现三点弯曲和四点弯曲两种加载方式，上压头为单个时可以实现三点弯曲的加载形式，上压头为两个时可实现四点弯曲的加载形式。
[0025]6、本专利技术采用数显千分表进行测试，数显千分表读数稳定，且可将数据自动导出避免人为读数的误差因素，确保蠕变实验数据的精度，同时数显千分表可以多个装置同时运行在线采集数据，并进行数据输出，方便后续的试验数据处理；
[0026]7、本专利技术结构简单，操作简便，占用空间小，受力稳定性好，测量变形精度高，可大批量试验同步进行，成本低，适用范围广泛，能够实现材料长期弯曲蠕变的系统性测试。
附图说明
[0027]图1为本专利技术三点弯曲模式的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术四点弯曲模式的结构示意图；
[0029]图3为本专利技术的主视图；
[0030]图4为图3的A
‑
A向剖视图；
[0031]图5为图4的B处局部放大图；
[0032]图6为图5的C
‑
C向剖视图；
[0033]图7为图3的D
‑
D向剖视图。
[0034]附图标记说明
[0035]1‑
横梁；2
‑
活动铰链；3
‑
活动挂钩；4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长期弯曲蠕变试验装置，其特征在于：包括横梁及底座，所述横梁的一端安装有活动挂钩，所述活动挂钩上挂装砝码挂台，所述砝码挂台上放置砝码载荷，所述横梁的另一端通过活动铰链与支柱连接，所述横梁绕所述支柱转动形成杠杆，所述支柱下端与所述底座固定连接，所述底座固定安装有千分表支座，所述千分表支座上固定安装数显千分表，所述数显千分表上安装千分表顶针，所述底座两侧对称固定安装下压头滑轨支撑梁，所述下压头滑轨支撑梁之间固定安装下压头滑轨，所述下压头滑轨上通过滑块螺母滑动安装两个下压头，所述下压头上固定安装有试样固定器，所述试样固定器之间放置试样，所述横梁上对应所述试样固定安装上压头滑轨，所述上压头滑轨上通过滑块螺母滑动安装上压头，所述上压头与下压头均与试样接触，所述千分表顶针的顶端所述试样的底面接触。2.根据权利要求1所述的长期弯曲蠕变试验装置，其特征在于：所述砝码挂台上放置砝码或起到与砝码同等效果的重物以实现重力加载。3.根据权利要求1所述的长期弯曲蠕变试验装置，其特征在于：所述上压头的个数为1个或2个，所述下压头的个数为2个。4.根据权利要求1所述的长期弯曲蠕变试验装置，其特征在于：所述上压头与下压头相互平行。5.根据权利要求1所述的长期弯曲蠕变试验装置，其特征在于：所述上压头与下压头可以分别在上压头滑轨及下压头滑轨上滑动以改变间距。6.根据权利要求1所述的长期弯曲蠕变试验装置，其特征在于：所述横梁上安装的活动挂钩、活动铰链、上压头滑轨三...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭，李吉康，刘越，王靖惠，刘争，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：