一種裂紋監測設備的製作方法
2023-06-01 03:32:06
一種裂紋監測設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種裂紋監測設備，僅包括導線固定夾具，恆流源裝置；測量裝置；處理器。其中，導線固定夾具固定夾在待測金屬試樣上。恆流源裝置和測量裝置分別通過導線穿設在導線固定夾具。處理器和測量裝置連接。通過這四個部件的連接，便能夠監測金屬材料裂紋，結構簡單，安裝方便。
【專利說明】一種裂紋監測設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及金屬材料力學性能測試領域，尤其涉及一種裂紋監測設備。
【背景技術】
[0002]金屬薄板反覆彎曲試驗是檢驗薄板在反覆彎曲中承受塑性變形能力並顯示其缺陷的重要試驗手段。目前，關於金屬薄板反覆彎曲試驗的研究主要集中在試驗結果反覆彎曲次數的影響因素，譬如:拉緊力、圓柱支座半徑、彎曲速度、試樣加工等。但關於試驗結果的判定準則的研究十分稀少，彎曲次數的判定準則在不同的標準裡有不同的規定。在金屬薄板反覆彎曲試驗國家標準中規定:「試驗連續進行，直至達到相關產品標準規定的彎曲次數，或出現肉眼可見的裂紋為止。如相關產品標準有規定，試驗直至試樣完全斷裂。」在金屬薄板反覆彎曲試驗航空工業標準中又規定:「試驗必須連續進行，不得中止，直到規定的彎曲次數或試樣折斷為止，或彎曲到試樣產生肉眼可見的起皮、起層、裂紋、裂口時為止。」在不同金屬薄板產品的相關產品標準中還有一些不一樣的規定。
[0003]一般情況下反覆彎曲試驗是在機動式彎折試驗機上進行，金屬薄板試樣在試驗過程中繞圓柱支座作兩側90°的反覆彎曲，如附圖1所示。試樣01出現肉眼可見起皮、起層、裂紋、裂口等現象往往位於兩個圓柱支座02的軸心連線上，幾乎是人眼觀察的死角。試樣01在高速擺動過程中想要觀察到其表面裂紋萌生、擴展直至斷裂的過程十分困難，除非在彎曲過程中，根據經驗估計其表面出現起皮、起層、裂紋、裂口等現象的彎曲次數，然後人為停機，將試樣01取下來觀察表面是否出現上述現象，如未出現將試樣01夾上繼續彎曲，接著計數。這樣需要多次停機觀察，試驗效率很低，且存在人為估計誤差。除此之外，試驗環境的光線、試樣表面的光潔度等都對肉眼觀察也有影響。
[0004]電位法是現有金屬材料裂紋監測方法中較為常用的一種，原理是利用導體截面尺寸變化會引起電流場變化的現象，在被測試樣中通過恆定電流，測量並記錄試樣中電位變化結果監測裂紋的產生和擴展。電位法與其它裂紋監測方法相比，具有無需照明條件、受空間限制小、便於實現自動測量等優點。
[0005]而在現有技術中，使用電位法為原理的監測設備結構較為複雜，不易安裝。
實用新型內容
[0006]本實用新型提供了一種裂紋監測設備，以解決現有技術中使用電位法為原理的監測設備結構較為複雜，不易安裝的技術問題。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種裂紋監測設備，包括:導線固定夾具；恆流源裝置；測量裝置；處理器；其中，所述導線固定夾具固定夾在待測金屬試樣上；所述恆流源裝置通過導線穿設在所述導線固定夾具上，通過所述導線固定夾具和所述待測金屬試樣連接；所述測量裝置通過導線穿設在所述導線固定夾具上，通過所述導線固定夾具和所述待測金屬試樣連接；所述處理器和所述測量裝置連接。
[0008]優選的，所述導線固定夾具包括:第一絕緣夾板、第二絕緣夾板、鎖緊螺母、第一接線柱、第二接線柱、第三接線柱、第四接線柱、壓蓋和墊片；其中，所述第一絕緣夾板、所述第二絕緣夾板嵌套在所述待測金屬試樣上；所述鎖緊螺母分別設置在所述第一絕緣夾板、所述第二絕緣夾板上；所述第一接線柱、所述第二接線柱穿過所述所述第一絕緣夾板，和所述待測金屬試樣的表面接觸；所述第三接線柱、所述第四接線柱穿過所述第二絕緣夾板，和所述待測金屬試樣的表面接觸；所述壓蓋通過所述墊片分別連接在所述第一接線柱、所述第二接線柱、所述第三接線柱、所述第四接線柱上。
[0009]優選的，所述壓蓋通過所述墊片，將所述恆流源裝置兩端的導線分別連接在所述第一接線柱和所述第四接線柱上，且所述壓蓋通過所述墊片，將所述測量裝置兩端的導線分別連接在所述第二接線柱和所述第三接線柱上。
[0010]優選的，所述第一絕緣夾板包括第一絕緣板夾和第二絕緣板夾，所述待測金屬試樣位於所述第一絕緣板夾和所述第二絕緣板夾之間；所述第一絕緣板夾的橫截面為長方形，所述第一絕緣板夾兩端設有螺孔；所述第二絕緣板夾的橫截面為長方形，所述第二絕緣板夾兩端設有通孔；所述第二絕緣板夾與待測金屬試樣的接觸面有長方形凹槽，所述凹槽的槽底兩端設置有螺紋通孔；所述鎖緊螺母穿過所述第二絕緣板夾兩端的通孔，並和所述第一絕緣板夾兩端的螺孔對應配合；所述第一接線柱和所述第二接線柱分別穿過所述凹槽的槽底兩端的螺紋通孔，且和所述待測金屬試樣的表面接觸。
[0011]優選的，所述第一接線柱的一端為錐體，所述第一接線柱的另一端為圓柱，所述圓柱中心設有螺紋孔；所述第一接線柱和所述第二接線柱的結構相同；其中，所述第一接線柱另一端的圓柱穿過所述凹槽的槽底一端的螺紋通孔，所述第一接線柱的錐體的頂端與所述待測金屬試樣的表面接觸；其中，所述第二接線柱另一端的圓柱穿過所述凹槽的槽底另一端的螺紋通孔，所述第二接線柱的錐體的頂端與所述待測金屬試樣的表面接觸。
[0012]優選的，所述壓蓋通過螺紋分別與所述第一接線柱的螺紋孔、所述第二接線柱的螺紋孔連接，並和所述墊片一起固定導線。
[0013]優選的，所述第二絕緣夾板包括第三絕緣板夾和第四絕緣板夾，所述待測金屬試樣位於所述第三絕緣板夾和所述第四絕緣板夾之間；所述第三絕緣板夾的橫截面為長方形，所述第三絕緣板夾兩端設有螺孔；所述第四絕緣板夾的橫截面為長方形，所述第四絕緣板夾兩端設有通孔；所述第四絕緣板夾與待測金屬試樣的接觸面有長方形凹槽，所述凹槽的槽底兩端設置有螺紋通孔；所述鎖緊螺母穿過所述第四絕緣板夾兩端的通孔，並和所述第三絕緣板夾兩端的螺孔對應配合；所述第三接線柱和所述第四接線柱分別穿過所述凹槽的槽底兩端的螺紋通孔，且和所述待測金屬試樣的表面接觸。
[0014]優選的，所述第三接線柱的一端為錐體，所述第三接線柱的另一端為圓柱，所述圓柱中心設有螺紋孔；所述第三接線柱和所述第四接線柱的結構相同；其中，所述第三接線柱另一端的圓柱穿過所述凹槽的槽底一端的螺紋通孔，所述第三接線柱的錐體的頂端與所述待測金屬試樣的表面接觸；其中，所述第四接線柱另一端的圓柱穿過所述凹槽的槽底另一端的螺紋通孔，所述第四接線柱的錐體的頂端與所述待測金屬試樣的表面接觸。
[0015]優選的，所述壓蓋通過螺紋分別與所述第三接線柱的螺紋孔、所述第四接線柱的螺紋孔連接，並和所述墊片一起固定導線。
[0016]通過本實用新型的一個或者多個技術方案，本實用新型具有以下有益效果或者優佔-
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[0017]本實用新型提供了一種裂紋監測設備，僅包括導線固定夾具；恆流源裝置；測量裝置；處理器。其中，導線固定夾具固定夾在待測金屬試樣上。恆流源裝置和測量裝置分別通過導線穿設在導線固定夾具。處理器和測量裝置連接。通過這四個部件的連接，便能夠監測金屬材料裂紋，結構簡單，安裝方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為現有技術中的提供的機動式彎折試驗機上進行反覆彎曲試驗的示意圖；
[0019]圖2為本實用新型實施例提供的裂紋監測設備的結構圖；
[0020]圖3為本實用新型實施例提供的導線固定夾具的整體結構圖；
[0021]圖4為本實用新型實施例提供的從圖3中的B-B進行截面的導線固定夾具的剖面圖；
[0022]圖5為本實用新型實施例提供的從圖3中的C-C進行截面的導線固定夾具的剖面圖。
[0023]附圖標記說明:待測金屬試樣a，圓柱支座02，導線固定夾具1，恆流源裝置2，測量裝置3，處理器4，第一絕緣夾板5，第二絕緣夾板6，鎖緊螺母7，第一接線柱8，第二接線柱9，第三接線柱10，第四接線柱11，壓蓋12，墊片13，第一絕緣板夾14，第二絕緣板夾15，第三絕緣板夾16，第四絕緣板夾17。
【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型所屬【技術領域】中的技術人員更清楚地理解本實用新型，下面結合附圖，通過具體實施例對本實用新型技術方案作詳細描述。
[0025]參見圖2，本實用新型實施例提供的一種裂紋監測設備，包括:導線固定夾具I ;恆流源裝置2 ;測量裝置3 ;處理器4。
[0026]下面介紹各個部件的連接關係。
[0027]導線固定夾具I固定夾在待測金屬試樣a上。
[0028]恆流源裝置2通過導線穿設在導線固定夾具I上，通過導線固定夾具I和待測金屬試樣a連接。
[0029]測量裝置3通過導線穿設在導線固定夾具I上，通過導線固定夾具I和待測金屬試樣a連接。
[0030]處理器4和測量裝置3連接。
[0031]下面介紹各個部件各自的內部結構。
[0032]下面介紹導線固定夾具I的具體結構，請結合圖2，參看圖3、圖4、圖5。其中，圖3描述的是導線固定夾具I的整體結構。圖4描述的是從圖3中的B-B進行截面的導線固定夾具I的剖面圖。圖5描述的是從圖3中的C-C進行截面的導線固定夾具I的剖面圖。
[0033]導線固定夾具I包括:第一絕緣夾板5、第二絕緣夾板6、鎖緊螺母7、第一接線柱
8、第二接線柱9、第三接線柱10、第四接線柱11、壓蓋12和墊片13。
[0034]其中，第一絕緣夾板5、第二絕緣夾板6嵌套在待測金屬試樣a上。鎖緊螺母7分別設置在第一絕緣夾板5、第二絕緣夾板6上。第一接線柱8、第二接線柱9穿過第一絕緣夾板5,和待測金屬試樣a的表面接觸。第三接線柱10、第四接線柱11穿過第二絕緣夾板6，和待測金屬試樣a的表面接觸。壓蓋12通過墊片13分別連接在第一接線柱8、第二接線柱9、第三接線柱10、第四接線柱11上。
[0035]對於第一絕緣夾板5來說，第一絕緣夾板5包括第一絕緣板夾14和第二絕緣板夾15,待測金屬試樣a位於第一絕緣板夾14和第二絕緣板夾15之間。第一絕緣板夾14的橫截面為長方形，第一絕緣板夾14兩端設有螺孔。第二絕緣板夾15的橫截面為長方形，第二絕緣板夾15兩端設有通孔。第二絕緣板夾15與待測金屬試樣a的接觸面有長方形凹槽，凹槽的槽底兩端設置有螺紋通孔。鎖緊螺母7穿過第二絕緣板夾15兩端的通孔，並和第一絕緣板夾14兩端的螺孔對應配合。第一接線柱8和第二接線柱9分別穿過凹槽的槽底兩端的螺紋通孔，且和待測金屬試樣a的表面接觸。
[0036]對於第一接線柱8來說，第一接線柱8和第二接線柱9的結構相同。下面以第一接線柱8為例進行說明:第一接線柱8的一端為錐體，第一接線柱8的另一端為圓柱，圓柱中心設有螺紋孔。其中，第一接線柱8另一端的圓柱穿過凹槽的槽底一端的螺紋通孔，第一接線柱8的錐體的頂端與待測金屬試樣a的表面接觸。
[0037]對於第二接線柱9來說，和第一接線柱8的結構相同。第二接線柱9另一端的圓柱穿過凹槽的槽底另一端的螺紋通孔，第二接線柱9的錐體的頂端與待測金屬試樣a的表面接觸。
[0038]壓蓋12通過螺紋分別與第一接線柱8的螺紋孔、第二接線柱9的螺紋孔連接，並和墊片13 —起固定導線。
[0039]對於第二絕緣夾板6來說，在實際應用中，第二絕緣夾板6和第一絕緣夾板5的結構是一樣的。
[0040]第二絕緣夾板6包括第三絕緣板夾16和第四絕緣板夾17，待測金屬試樣a位於第三絕緣板夾16和第四絕緣板夾17之間。第三絕緣板夾16的橫截面為長方形，第三絕緣板夾16兩端設有螺孔。第四絕緣板夾17的橫截面為長方形，第四絕緣板夾17兩端設有通孔。第四絕緣板夾17與待測金屬試樣a的接觸面有長方形凹槽，凹槽的槽底兩端設置有螺紋通孔。鎖緊螺母7穿過第四絕緣板夾17兩端的通孔，並和第三絕緣板夾16兩端的螺孔對應配合。第三接線柱10和第四接線柱11分別穿過凹槽的槽底兩端的螺紋通孔，且和待測金屬試樣a的表面接觸。
[0041]對於第三接線柱10來說，第三接線柱10和第四接線柱11的結構相同。下面以第三接線柱10為例進行說明:第三接線柱10的一端為錐體，第三接線柱10的另一端為圓柱，圓柱中心設有螺紋孔。其中，第三接線柱10另一端的圓柱穿過凹槽的槽底一端的螺紋通孔，第三接線柱10的錐體的頂端與待測金屬試樣a的表面接觸。
[0042]對於第四接線柱11來說，第四接線柱11另一端的圓柱穿過凹槽的槽底另一端的螺紋通孔，第四接線柱11的錐體的頂端與待測金屬試樣a的表面接觸。
[0043]壓蓋12通過螺紋分別與第三接線柱10的螺紋孔、第四接線柱11的螺紋孔連接，並和墊片13 —起固定導線。
[0044]以上是導線固定夾具I的具體結構。
[0045]對於恆流源裝置2來說，恆流源裝置2要求能夠輸出恆定電流，即:在待測金屬試樣a上產生恆定電流場即可。
[0046]對於測量裝置3來說，測量裝置3要求能夠採集待測金屬試樣a在彎曲過程中的電位變化信號，並將模擬信號轉換為數位訊號即可。測量裝置3可以有多種形式，本實施實例中採用數據採集卡。
[0047]對於處理器4來說，其內部裝有處理軟體，用於處理測量裝置3傳輸過來的數位訊號。處理器4可以有多種形式。例如本實施實例中可採用計算機作為處理器4，數據採集卡與計算機通過USB通信。
[0048]恆流源裝置2兩端的導線和測量裝置3兩端的導線與上面四個接線柱接線方式如下:壓蓋12通過墊片13，將恆流源裝置2兩端的導線分別連接在第一接線柱8和第四接線柱11上，且壓蓋12通過墊片13，將測量裝置3兩端的導線分別連接在第二接線柱9和第三接線柱10上。
[0049]下面介紹裂紋監測設備的安裝、測試過程。
[0050]本實用新型的優先實施例，在工作時首先將待測金屬試樣a在機動式彎折試驗機上裝好，將第一絕緣夾板5和第二絕緣夾板6安裝在待測金屬試樣a上下兩端，擰緊鎖緊螺母7。接著擰緊第一接線柱8、第二接線柱9、第三接線柱10、第四接線柱11，使四個接線柱的錐體頂端和待測金屬試樣a接觸牢靠，將恆流源裝置2和測量裝置3的導線分別連接到四個接線柱上，用壓蓋12和墊片13固定。然後啟動恆流源裝置2、測量裝置3和處理器4，打開處理軟體，開始監測電位信號。最後啟動機動式彎折試驗機，開始實驗，處理軟體根據獲得的電位信號判斷裂紋產生過程，當達到要求值時停止實驗，記錄此時彎曲次數即可。
[0051]通過本實用新型的一個或者多個技術方案，本實用新型具有以下有益效果或者優佔-
[0052]本實用新型提供了一種裂紋監測設備，僅包括導線固定夾具，恆流源裝置，測量裝置，處理器。其中，導線固定夾具固定夾在待測金屬試樣a上。恆流源裝置和測量裝置分別通過導線穿設在導線固定夾具。處理器和測量裝置連接。通過這四個部件的連接，便能夠監測金屬材料裂紋，結構簡單，安裝方便。
[0053]儘管已描述了本實用新型的優選實施例，但本領域內的普通技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本實用新型範圍的所有變更和修改。
[0054]顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種裂紋監測設備，其特徵在於，包括:導線固定夾具；恆流源裝置；測量裝置；處理器； 其中，所述導線固定夾具固定夾在待測金屬試樣上； 所述恆流源裝置通過導線穿設在所述導線固定夾具上，通過所述導線固定夾具和所述待測金屬試樣連接； 所述測量裝置通過導線穿設在所述導線固定夾具上，通過所述導線固定夾具和所述待測金屬試樣連接； 所述處理器和所述測量裝置連接。
2.如權利要求1所述的一種裂紋監測設備，其特徵在於，所述導線固定夾具包括:第一絕緣夾板、第二絕緣夾板、鎖緊螺母、第一接線柱、第二接線柱、第三接線柱、第四接線柱、壓蓋和墊片； 其中，所述第一絕緣夾板、所述第二絕緣夾板嵌套在所述待測金屬試樣上； 所述鎖緊螺母分別設置在所述第一絕緣夾板、所述第二絕緣夾板上； 所述第一接線柱、所述第二接線柱穿過所述所述第一絕緣夾板，和所述待測金屬試樣的表面接觸； 所述第三接線柱、所述第四接線柱穿過所述第二絕緣夾板，和所述待測金屬試樣的表面接觸； 所述壓蓋通過所述墊片分別連接在所述第一接線柱、所述第二接線柱、所述第三接線柱、所述第四接線柱上。
3.如權利要求2所述的一種裂紋監測設備，其特徵在於， 所述壓蓋通過所述墊片，將所述恆流源裝置兩端的導線分別連接在所述第一接線柱和所述第四接線柱上，且所述壓蓋通過所述墊片，將所述測量裝置兩端的導線分別連接在所述第二接線柱和所述第三接線柱上。
4.如權利要求2所述的一種裂紋監測設備，其特徵在於， 所述第一絕緣夾板包括第一絕緣板夾和第二絕緣板夾，所述待測金屬試樣位於所述第一絕緣板夾和所述第二絕緣板夾之間； 所述第一絕緣板夾的橫截面為長方形，所述第一絕緣板夾兩端設有螺孔； 所述第二絕緣板夾的橫截面為長方形，所述第二絕緣板夾兩端設有通孔； 所述第二絕緣板夾與待測金屬試樣的接觸面有長方形凹槽，所述凹槽的槽底兩端設置有螺紋通孔； 所述鎖緊螺母穿過所述第二絕緣板夾兩端的通孔，並和所述第一絕緣板夾兩端的螺孔對應配合； 所述第一接線柱和所述第二接線柱分別穿過所述凹槽的槽底兩端的螺紋通孔，且和所述待測金屬試樣的表面接觸。
5.如權利要求4所述的一種裂紋監測設備，其特徵在於， 所述第一接線柱的一端為錐體，所述第一接線柱的另一端為圓柱，所述圓柱中心設有螺紋孔；所述第一接線柱和所述第二接線柱的結構相同； 其中，所述第一接線柱另一端的圓柱穿過所述凹槽的槽底一端的螺紋通孔，所述第一接線柱的錐體的頂端與所述待測金屬試樣的表面接觸； 其中，所述第二接線柱另一端的圓柱穿過所述凹槽的槽底另一端的螺紋通孔，所述第二接線柱的錐體的頂端與所述待測金屬試樣的表面接觸。
6.如權利要求5所述的一種裂紋監測設備，其特徵在於，所述壓蓋通過螺紋分別與所述第一接線柱的螺紋孔、所述第二接線柱的螺紋孔連接，並和所述墊片一起固定導線。
7.如權利要求2所述的一種裂紋監測設備，其特徵在於， 所述第二絕緣夾板包括第三絕緣板夾和第四絕緣板夾，所述待測金屬試樣位於所述第三絕緣板夾和所述第四絕緣板夾之間； 所述第三絕緣板夾的橫截面為長方形，所述第三絕緣板夾兩端設有螺孔； 所述第四絕緣板夾的橫截面為長方形，所述第四絕緣板夾兩端設有通孔； 所述第四絕緣板夾與待測金屬試樣的接觸面有長方形凹槽，所述凹槽的槽底兩端設置有螺紋通孔； 所述鎖緊螺母穿過所述第四絕緣板夾兩端的通孔，並和所述第三絕緣板夾兩端的螺孔對應配合； 所述第三接線柱和所述第四接線柱分別穿過所述凹槽的槽底兩端的螺紋通孔，且和所述待測金屬試樣的表面接觸。
8.如權利要求7所述的一種裂紋監測設備，其特徵在於， 所述第三接線柱的一端為錐體，所述第三接線柱的另一端為圓柱，所述圓柱中心設有螺紋孔；所述第三接線柱和所述第四接線柱的結構相同； 其中，所述第三接線柱另一端的圓柱穿過所述凹槽的槽底一端的螺紋通孔，所述第三接線柱的錐體的頂端與所述待測金屬試樣的表面接觸； 其中，所述第四接線柱另一端的圓柱穿過所述凹槽的槽底另一端的螺紋通孔，所述第四接線柱的錐體的頂端與所述待測金屬試樣的表面接觸。
9.如權利要求8所述的一種裂紋監測設備，其特徵在於，所述壓蓋通過螺紋分別與所述第三接線柱的螺紋孔、所述第四接線柱的螺紋孔連接，並和所述墊片一起固定導線。
【文檔編號】G01N3/06GK203981498SQ201420416109
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】陳一鳴, 趙雪松, 高雲, 鄧攀, 劉冬, 褚乃強, 尚倫, 餘立 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司