在萬能材料試驗機上測定梁純彎曲的輔助實驗結構的製作方法

2023-05-28 08:40:41

專利名稱：在萬能材料試驗機上測定梁純彎曲的輔助實驗結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械類，特別涉及一種在萬能材料試驗機上測定梁純彎曲的輔助實驗結構。
背景技術：
在機械領域，各種機械設計研究和機械產品的生產，為了保證和驗證機械產品能夠滿足使用性能的要求，以及選取合理的設計參數，獲取最經濟的結構尺寸，需要進行各種機械結構型式的材料試驗研究，其中如附圖1至附圖5所示，分別為機械構件純彎曲力示意圖、原有試驗機三點彎曲受力示意圖、原有試驗機F力作用下產生的彎矩圖、原有試驗機F 力作用下產生的剪力圖和原有的材料試驗機結構示意圖。附圖1表示在受到集中力偶m作用下的懸臂梁受力狀況；附圖2為原有試驗機三點彎曲受力狀況，附圖3和附圖4則為在原有試驗機F力作用下產生的彎矩圖和剪力圖，附圖5為原有的材料試驗機結構示意圖，其原有的試驗機主要由底座1、滾珠絲槓2、移動橫梁3、三點彎曲支架4、實驗用梁5、試驗機固定橫梁6、彎曲壓頭7和構件支承8構成，試驗用梁5在彎曲壓頭7的作用下，所獲得的實驗結果既產生彎矩也同時產生剪切力。附圖綜合上述各附圖後可以看出，進行梁彎曲時梁橫截面上，理論上一般作用有兩種內力，即剪力Q和彎矩M。根據內力與應力之間的基本關係，橫截面上的彎矩M要求該面上一定要有正應力ο，因為只有ο才能組成M，同理橫截面上的剪力Q則要求該面上一定要有剪力τ。若橫截面上的Q=0，而M=常數，稱這種情況為純彎曲。由附圖2至附圖5可以看出，原有的材料試驗機的試驗方法所進行的試驗結果，不僅具有彎矩而且還有剪力，亦即在梁的橫截面上既有剪力Q，又有彎矩M。然而，要想在原有的材料試驗機上作梁的純彎曲實驗，而原有材料試驗機只能在構件支承8支承力和彎曲壓頭壓力作用下的三點彎曲實驗，實驗結果不是純彎曲，無法實現試驗用梁純彎曲的試驗。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種在萬能材料試驗機上測定梁純彎曲的輔助實驗結構，從而解決了在原有材料試驗機上，不能作粱的純彎曲實驗，達不到梁純彎曲的效果的問題。本實用新型是對原有材料試驗機結構基礎上增加一輔助的實驗結構實現的，包括有底座、滾珠絲槓、移動橫梁、三點彎曲支架、實驗用梁、試壓機固定橫梁、彎曲壓頭、構件支承和彎曲壓板。本實用新型改變了原有材料試驗機的彎曲壓頭單一作用力與實驗用梁相接觸進行材料機械性能實驗的狀況，通過增加一輔助的純彎曲壓板，而純彎曲壓板的兩端部具有一凸型接觸部和另一凸型接觸部的兩處接觸部，兩處接觸部分別作用於被測試件上， 構成了與被測試件的實驗用梁的兩個壓力部位，比原有試驗機增加了一壓力部位，改變了原有材料試驗機採用的彎曲壓頭與實驗用梁接觸的單一試驗受力狀況，能夠獲得對試件的純彎曲試驗參數，且試驗參數更為準確；增加的輔助純彎曲壓板的形狀以滿足被測試件實驗用梁的實驗要求而確定。[0005]本實用新型具體結構包括在原有實驗用粱和彎曲壓頭之間增加一輔助的純彎曲壓板；輔助的彎曲壓板的一端部具有一作用於實驗用梁的凸型接觸部，以及另一端部的另一凸型接觸部；輔助的純彎曲壓板的長度短於實驗用梁的長度，其輔助的純彎曲壓板橫截面形狀為矩形或梯形。本實用新型的優點在於解決了在原有材料試驗機上不能作梁純彎曲實驗的問題。


圖1為機械構件純彎曲受示意圖。圖2為原有試驗機三點彎曲受力示意圖。圖3為原有試驗機F力作用下產生的彎矩圖。圖4為原有試驗機F力作用下產生的剪力圖。圖5為原有的材料試驗機結構示意圖。圖6本實用新型四點彎曲受力示意圖。圖7本實用新型試驗裝置彎矩圖。圖8為實用新型試驗裝置剪力圖。圖9為本實用新型試驗裝置結構示意圖。附圖中序號含義底座1、滾珠絲槓2、移動橫梁3、三點彎曲支架4、實驗用梁5、試驗機固定橫梁6、彎曲壓頭7、構件支承8、純彎曲壓板20、凸型接觸部21、另一凸型接觸部 22。
具體實施方式
如附圖6至附圖8所示，分別為本實用新型四點彎曲受力示意圖、本實用新型試驗裝置彎矩圖、和實用新型試驗裝置剪力圖。由圖中可以看出，由輔助的純彎曲壓板20的一端具有一作用於試驗用梁5的a部的凸型接觸部21，以及另一端b部的另一凸型接觸部22， 構成了由構件支承8對實驗用梁5支承、輔助的純彎曲壓板20兩個作用力的四點受力的狀況，在改進後的試驗機上進行實驗結果如同附圖7和附圖8所示，在試驗用梁5的a_b段獲得是純彎矩，而沒有剪力。如附圖9所示，本實用新型是在原有材料試驗機結構基礎上增加一輔助的實驗結構實現的，包括有底座1、滾珠絲槓2、移動橫梁3、三點彎曲支架4、實驗用梁5、試壓機固定橫梁6、彎曲壓頭7、構件支承8和純彎曲壓板20。其中底座1、滾珠絲槓2和試驗機固定橫梁6構成了該材料試驗機的整體框架結構，移動橫梁3與滾珠絲槓2為一螺母螺紋傳動機構，移動橫梁3的上部安裝有三點彎曲支架4，而三點彎曲支架4的上部放置有構件支承8， 在構件支承8的支承下，實驗用梁5放置於三點彎曲支架4的上部。試驗時，移動橫梁3在滾珠絲槓2的驅動下，上升或下降，以調整到安裝實驗用梁5的合適空間尺寸；經材料試驗機動力機構帶動移動橫梁3連同實驗用梁5的向上移動，當實驗用梁5與彎曲壓頭7相接觸後，按照試驗要求，給予實驗用梁5 —定的壓力，即能夠通過材料試驗機的儀表讀數，得出並記錄出本實驗用梁的有關試驗數據。[0023] 本實用新型改變了原有材料試驗機以彎曲壓頭7僅有的一個作用力與實驗用梁5 相接觸進行材料機械性能試驗的狀況，而在實驗用梁5和彎曲壓頭7之間加裝了輔助的純彎曲壓板20，其輔助的純彎曲壓板20的一端具有一作用於試驗用梁5的凸型接觸部21，而另一端部具有另一凸型接觸部22，即有兩個作用力作用在試驗用梁5上。輔助的純彎曲壓板20的形狀以滿足被測試件實驗用梁5的實驗要求而確定當實驗用梁5與輔助的彎曲壓板20為平面接觸面結構時，其二者的受力作用處為面接觸；當實驗用梁為圓形或橢圓形結構時，其二者的接觸處為點接觸。由於無論何種作用力的接觸方式，均改變了原有材料試驗機彎曲壓頭7對試驗用梁5單一作用力的試驗狀況，極大地改變實驗用梁5的受力狀況，能夠獲取試件的純彎曲實驗參數，並使試件的實驗參數更為準確。
權利要求1.一種在萬能材料試驗機上測定梁純彎曲的輔助實驗結構，是在由試壓機底座(1)、 試壓機滾珠絲槓O)、試壓機移動橫梁(3)、試壓機三點彎曲支架0)、實驗用梁(5)、試壓機固定橫梁(6)、彎曲壓頭(7)、構件支承(8)構成的材料試驗機上改進而成，其特徵在於在原有實驗用梁(5)和彎曲壓頭(7)之間增加一輔助的純彎曲壓板(20)，其輔助的純彎曲壓板00)的一端具有一作用於試驗用梁( 的凸型接觸部，以及另一端部具有另一凸型接觸部(22)。
2.依據權利要求1所述的在萬能材料試驗機上測定梁純彎曲的輔助實驗結構，其特徵在於輔助的純彎曲壓板OO)的橫截面形狀為矩形或梯形。
專利摘要一種在萬能材料試驗機上測定梁純彎曲的輔助實驗結構，屬於機械類，是在由試壓機底座、試壓機滾珠絲槓、試壓機移動橫梁、試壓機三點彎曲支架、實驗用梁、試壓機固定橫梁、彎曲壓頭和構件支承構成材料試驗上改進而成，其主要是在被測試件實驗用梁和試驗機的壓頭之間增加一輔助的純彎曲壓板，其輔助的純彎曲壓板的一端具有一作用於試驗用梁的凸型接觸部，以及另一端的另一凸型接觸部，輔助的純彎曲壓板的橫截面形狀為矩形或梯形。本實用新型解決了在材料試驗機上不能作梁純彎曲實驗的問題，具有很好的實用性。
文檔編號G01N3/02GK202119669SQ201120246299
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月13日 優先權日2011年7月13日
發明者胡旭林 申請人:長春工業大學