脆性材料力學性能無損測試裝置的製作方法
2023-09-23 19:17:15 2
專利名稱：脆性材料力學性能無損測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種材料性能的測試裝置，特別是關於脆性材料力學性能無損測試的裝置。
為實現上述方法，本實用新型的目的是提供一種結構簡單，使用方便，可以適合各種在線測試的脆性材料力學性能無損測試裝置。
為實現上述目的，本實用新型採取以下技術方案一種脆性材料力學性能無損測試裝置，其特徵在於它包括一平面測試臺；一具有一頂板和兩垂直杆的門型支架，其設置在所述測試臺上；一通過驅動裝置移動的橫梁，其兩端設置在所述門型支架的兩垂直杆上；一傳感器，其設置在所述橫梁上；一壓頭，其設置在所述傳感器底端。
所述壓頭為球壓頭、維氏壓頭、三點彎曲壓頭中的一種。
所述測試臺上設置有一與所述壓頭位置對應的通孔，在所述通孔上設置一蓋板。
傳感器安裝在所述橫梁的前方。
所述門型支架的兩垂直杆為兩絲槓，所述兩絲槓的兩端分別通過軸承安裝在頂板和測試臺上，所述橫梁的驅動裝置為一電機帶動的減速器，所述減速器的輸出端分別驅動兩絲槓轉動，所述橫梁兩端通過螺紋連接在所述絲槓上。
所述門型支架的兩垂直杆為兩導柱，所述兩導柱的兩端分別固定在所述頂板和測試臺上，所述橫梁的驅動裝置為一通過螺紋旋設在所述頂板上的螺旋頂壓裝置，所述螺旋頂壓裝置的輸出端頂設在所述橫梁上，所述頂板和橫梁之間設置復位彈簧。
本實用新型由於採用以上技術方案，其具有以下優點1、本實用新型提供的測試裝置結構簡單，體積小，調節測試方便，特別適合於測試人員隨身攜帶，現場測試等在線測試場合。2、使用本實用新型僅在被測試件上壓設微小的環形裂紋，就可以通過計算得出被測試件的材料強度性能，因此解決了長期以來一直無法解決的對試件的非破壞性強度測試的問題。3、本實用新型由於在測試臺上設置通孔，墊板，以及球形壓頭的懸臂設置等措施，因此可以對被測試件的形狀和尺寸沒有要求，測試方便，並可以跟顯微鏡連接，記錄下局部材料受力時的顯微結構變化。本實用新型裝置操作方便，簡單，可節省大量的材料費，測試費和時間，適合於對服役狀態下的脆性構件的在線測試和監測，其對國民經濟建設和材料科學研究具有非常廣闊的應用前景。
上述實施例中，可以在測試臺1上開設一與球形壓頭9位置對應的通孔10，在通孔10上放置一蓋板11。這樣在測試一不易移動的試件(如地面等)時，可以打開蓋板11將球形壓頭9探出測試臺1的通孔10進行測試。
上述實施例中，門型支架的兩垂直杆也可以是兩導柱12(如圖3所示)，兩導柱的12兩端分別固定在頂板2和測試臺1上。橫梁7的驅動裝置為一通過螺紋旋設在頂板2上的螺旋頂壓裝置13(比如一絲槓)，螺旋頂壓裝置13的輸出端頂設在橫梁7上。螺旋頂壓裝置13具有一手柄14，螺旋頂壓裝置13通過手動旋轉手柄14驅動，在頂板2和橫梁7之間設置有復位彈簧15。手柄14也可以是通過電機、減速器等驅動。
如圖2所示，門型支架的頂板2的前部可以探出兩垂直杆，使安裝其上的傳感器8呈懸臂狀，這樣被測試件體積就不必放置在門型支架的兩垂直杆之間，有利於較大的試件測試。
上述實施例中，球形壓頭，也可以根據測試需要換成其他形式的壓頭，例如維氏壓頭，三點彎曲壓頭等。
本實用新型使用時，首先對被測試件的局部進行打磨或拋光，然後將試件打磨和拋光的部位對準球形壓頭，啟動橫梁驅動裝置，將球形壓頭垂直壓在打磨或拋光處，以一定速度加載，傳感器可以測量在線載荷值。當加載至試件表面產生一微小環形裂紋為止，此刻的載荷為臨界載荷。通過測量獲得微小環形裂紋的半徑，並通過公式導出球形壓頭與試件在臨界載荷時刻的接觸圓半徑；或用讀數顯微鏡直接測出球形壓頭與試件在臨界載荷時刻的接觸圓半徑，然後代入試件的局部強度求值公式。
另外本實用新型可以立著放置工作，也可以躺著放在體視顯微鏡下工作，使受載過程中的試樣局部演變置於顯微鏡的在線監測之下。體視顯微鏡帶有數位照相機並與計算機相連，可將所拍的照片直接輸到計算機進行處理。
權利要求1.一種脆性材料力學性能無損測試裝置，其特徵在於它包括一平面測試臺；一具有一頂板和兩垂直杆的門型支架，其設置在所述測試臺上；一通過驅動裝置移動的橫梁，其兩端設置在所述門型支架的兩垂直杆上；一傳感器，其設置在所述橫梁上；一壓頭，其設置在所述傳感器底端。
2.如權利要求1所述的脆性材料力學性能無損測試裝置，其特徵在於所述壓頭為球壓頭、維氏壓頭、三點彎曲壓頭中的一種。
3.如權利要求1所述的脆性材料力學性能無損測試裝置，其特徵在於所述測試臺上設置有一與所述壓頭位置對應的通孔，在所述通孔上設置一蓋板。
4.如權利要求2所述的脆性材料力學性能無損測試裝置，其特徵在於所述測試臺上設置有一與所述壓頭位置對應的通孔，在所述通孔上設置一蓋板。
5.如權利要求1或2或3或4所述的脆性材料力學性能無損測試裝置，其特徵在於傳感器安裝在所述橫梁的前方。
6.如權利要求1或2或3或4所述的脆性材料力學性能無損測試裝置，其特徵在於所述門型支架的兩垂直杆為兩絲槓，所述兩絲槓的兩端分別通過軸承安裝在頂板和測試臺上，所述橫梁的驅動裝置為一電機帶動的減速器，所述減速器的輸出端分別驅動兩絲槓轉動，所述橫梁兩端通過螺紋連接在所述絲槓上。
7.如權利要求5所述的脆性材料力學性能無損測試裝置，其特徵在於所述門型支架的兩垂直杆為兩絲槓，所述兩絲槓的兩端分別通過軸承安裝在頂板和測試臺上，所述橫梁的驅動裝置為一電機帶動的減速器，所述減速器的輸出端分別驅動兩絲槓轉動，所述橫梁兩端通過螺紋連接在所述絲槓上。
8.如權利要求1或2或3或4所述的脆性材料力學性能無損測試裝置，其特徵在於所述門型支架的兩垂直杆為兩導柱，所述兩導柱的兩端分別固定在所述頂板和測試臺上，所述橫梁的驅動裝置為一通過螺紋旋設在所述頂板上的螺旋頂壓裝置，所述螺旋頂壓裝置的輸出端頂設在所述橫梁上，所述頂板和橫梁之間設置復位彈簧。
9.如權利要求5所述的脆性材料力學性能無損測試裝置，其特徵在於所述門型支架的兩垂直杆為兩導柱，所述兩導柱的兩端分別固定在所述頂板和測試臺上，所述橫梁的驅動裝置為一通過螺紋旋設在所述頂板上的螺旋頂壓裝置，所述螺旋頂壓裝置的輸出端頂設在所述橫梁上，所述頂板和橫梁之間設置復位彈簧。
專利摘要本實用新型涉及一種脆性材料力學性能無損測試裝置，其特徵在於它包括一平面測試臺；一具有一頂板和兩垂直杆的門型支架，其設置在所述測試臺上；一通過驅動裝置移動的橫梁，其兩端設置在所述門型支架的兩垂直杆上；一傳感器，其設置在所述橫梁上；一壓頭，其設置在所述傳感器底端。本實用新型可以配合本申請人發明的無損測試方法既可以對服役狀態下的脆性構件進行在線測試和監測，又可以對各種需要保護物品進行無損測試，還可以對被測試件進行保證試驗等，對國民經濟建設具有非常廣闊的應用前景。
文檔編號G01N3/00GK2581969SQ02245650
公開日2003年10月22日 申請日期2002年8月9日 優先權日2002年8月9日
發明者包亦望, 蘇盛彪, 孫立, 楊建軍, 馬眷榮 申請人:中國建築材料科學研究院