一種非金屬材料儀器化衝擊試驗衝擊刀的製作方法
2023-05-09 06:05:31
專利名稱：一種非金屬材料儀器化衝擊試驗衝擊刀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種衝擊刀，尤其涉及一種非金屬材料儀器化衝擊試驗衝擊刀。
背景技術：
目前，在非金屬衝擊試驗中，一般普通的試驗方法是將具有一定重量G的擺錘舉上一定高度，使其獲得一定的勢能El = EH1，釋放擺錘衝擊試樣，擺錘抬起高度H2，其剩餘能量E2 = EH2，兩者能量差為:E1-E2 = GH1-GH2 = G(H1_H2)，其中部分能量消耗於衝斷試樣，部分用於機械振動、摩擦、發熱等。數位化衝擊試驗方法中，把功定義為通過擺錘一次打斷夏比衝擊試樣，測出衝擊力一位移曲線，該曲線下的面積為衝斷試樣消耗的總能量 (即衝擊功)，這就涉及到兩個待測參數力及位移的精確感知與測量。
實用新型內容針對以上缺陷，本實用新型的目的是提供一種結構簡單緊湊、測量精確、可實現力信號的精確採集、有利於進行數據分析與評價、具有可視化檢測結果的非金屬材料儀器化衝擊試驗衝擊刀，從而準確實現非金屬材料儀器化衝擊試驗機力數據採集的目的。為實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現一種非金屬材料儀器化衝擊試驗衝擊刀，包括擺錘組件及力傳感器，所述擺錘組件側部刀槽內安裝彈性元件，所述彈性元件前端設有衝擊刀口，所述力傳感器由彈性元件及設置於元件上的力傳感器應變片組成。本實用新型所述的非金屬材料儀器化衝擊試驗衝擊刀的有益效果為可用於試樣懸臂放置時進行儀器化衝擊試驗，作用到衝擊試樣上的力在幾十微秒內經歷一個複雜的變化過程，可精確記錄衝擊過程中力的變化情況，通過力採集系統、經信號放大、傳輸至上位機、並把數據存儲，合理解決了非金屬材料儀器化衝擊試驗機力數據採集的關鍵問題。
下面根據實施例和附圖對本實用新型作進一步詳細說明。圖1是衝擊試驗懸臂梁衝擊刀的工作狀態示意圖；圖2是本實用新型實施例所述非金屬材料儀器化衝擊試驗衝擊刀的結構示意圖；圖3是本實用新型實施例所述非金屬材料儀器化衝擊試驗衝擊刀的彈性元件結構示意圖；圖4是本實用新型實施例所述非金屬材料儀器化衝擊試驗衝擊刀的傳感器與上位機聯接電路連接示意圖。圖中1、擺錘組件；2、試件；3、錘柄；4、彈性元件；5、衝擊刀口 ；6、力傳感器應變片。
具體實施方式
[0014]如圖1-4所示，本實用新型所述的非金屬材料儀器化衝擊試驗衝擊刀，包括帶有錘柄3的擺錘組件1及力傳感器，其中的力傳感器由彈性元件4及其設置於元件上的力傳感器應變片6組成，所述擺錘組件1側部刀槽內安裝彈性元件4，所述彈性元件4前端設有衝擊刀口 5，其中的力傳感器應變片6由敏感柵、引線、粘結劑、基底和蓋層組成。數位化衝擊試驗機工作過程中，衝擊力在幾十微秒之內變化幅度約為10_2 IO7N,且工作環境惡劣； 因此對彈性元件材料有以下要求(1)強度與彈性極限高；( 具有較高的衝擊韌度和疲勞極限；C3)彈性模量溫度係數小而穩定；(4)熱處理後應有均勻穩定的組織，且各向同性； (5)熱膨脹係數小；(6)具有良好的機械加工和熱處理性能；(7)彈性滯後應儘量小，因此可選擇35CrMnSiA作為彈性元件的材料。35CrMnSiA用於高精度傳感器，彈性模量為E = 2. IOXlO2GPa0其中的傳感器力信號經放大、濾波之後，經數據採集卡傳輸至上位機，存儲至軟盤，由自行開發的軟體進行數據分析與評價，顯示衝擊結果，從試驗機對試件2施加力開始，到力、位移信號經過放大、A/D轉換各部分的精確性，將直接影響試驗結果，因此對測力系統各部分都提出了要求。以上本實用新型所述的非金屬材料儀器化衝擊試驗衝擊刀，其中的彈性元件4由於形狀不同可分為杆柱、筒式、環式、板式、梁式、剪切輪幅式和雙連孔式等多種結構，設計彈性體結構不僅要滿足傳感器性能要求，還應考慮到傳感器的應用環境，彈性體結構必須與傳感器的應用環境相適應。依據數位化衝擊試驗機力採集系統的要求，杆式彈性元件需結構簡單緊湊，可承受較大載荷，其截面形狀分為方形、實心圓形和空心圓形，為保證應變計粘貼質量，可採用方形截面，並依據衝擊刀口具體形狀設計結構。
權利要求1. 一種非金屬材料儀器化衝擊試驗衝擊刀，包括擺錘組件(1)及力傳感器，其特徵在於所述擺錘組件(1)側部刀槽內安裝彈性元件G)，所述彈性元件(4)前端設有衝擊刀口 (5)，所述力傳感器由彈性元件(4)及設置於元件上的力傳感器應變片(6)組成。
專利摘要一種非金屬材料儀器化衝擊試驗衝擊刀，包括擺錘組件及力傳感器，所述擺錘組件側部刀槽內安裝彈性元件，所述彈性元件前端設有衝擊刀口，所述力傳感器由彈性元件及設置於元件上的力傳感器應變片組成。本實用新型有益效果為可用於試樣懸臂放置時進行儀器化衝擊試驗，作用到衝擊試樣上的力在幾十微秒內經歷一個複雜的變化過程，可精確記錄衝擊過程中力的變化情況，通過力採集系統、經信號放大、傳輸至上位機、並把數據存儲，合理解決了非金屬材料儀器化衝擊試驗機力數據採集的關鍵問題。
文檔編號G01N3/06GK201983994SQ20112001619
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月19日 優先權日2011年1月19日
發明者韓國惠 申請人:北京三博德勝科技有限公司