[发明专利]栓接结合面的法向静力学特性测试实验装置

说明书

技术领域

本发明属于机械设计与制造领域，涉及栓接结合面法向力学特性测试，特别涉及研究栓接结合面的法向静力学特性测试实验装置。

背景技术

应用于在现代生产生活的各个领域的机械，通常情况下都是由许多零件装配组成，机械结构中最典型的结合面就是螺栓结合面。由于结合面的接触刚度和变形对机床总刚度及变形影响很大，因此机械结构的结合面静态力学特性研究很重要。

在结合面静态试验过程中，我们需要准确获得的数据包括：两个结合面间的初始预紧力；实验过程中加载的拉力；两个接触结合面间在外力作用下的变形。现在科研机构或者院校中进行结合面法向试验的试验装置有的不能准确获取螺栓初始预紧力，有些则是不能精确得出对两结合面实验过程中的变形，还有些实验装置结构做成悬臂梁的形式。由于具有这样或者那样的缺陷，导致实验数据精确度有待提高。

综上所述，设计能够采集到可靠数据的实验装置，以便能够更准确掌握结合面静态力学特性显得很重要。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是提供一种能较准确采集结合面拉伸实验过程中的变形以及最后的变形结果，且所加预紧力能精确测定，以及克服悬臂梁方式对实验结果影响的栓接结合面的法向静力学特性测试实验装置。

为实现以上目的，该实验装置采用了以下技术方案：一种栓接结合面的法向静力学特性测试实验装置，该装置是由两个螺杆1、钢结构用高强度大六角头螺栓组件2、电涡流位移传感器3、上压块4、有孔定位法兰5、无孔法兰6和下压块7构成。两个螺杆1分别和上压块4和下压块7由螺纹连接，上压块4的圆柱端面和下压块7的圆柱端面相互贴合构成结合面。钢结构用高强度大六角头螺栓组件2穿过上压块4和下压块7轴心处的通孔且与结合面垂直；钢结构用高强度大六角头螺栓组件2中的螺栓中预埋了应变片；电涡流位移传感器3沿上压块4和下压块7构成的结合面布置。

上压块4和下压块7的外圆周面靠近结合面处有不连续凸台，所述的凸台分别用来定位有孔定位法兰5、无孔法兰6。

有孔定位法兰5采用点焊方式焊接在上压块4的凸台上，无孔法兰6采用同样的方式焊接在下压块7的凸台上。

3个电涡流位移传感器3隔120°夹角均布在结合面外缘的法兰上，用两个螺母分别压紧在有孔定位法兰的上下表面。

钢结构用高强度大六角头螺栓组件2头部打孔，在孔壁上粘贴应变片，应变片上连接的输出线引出后与应变仪相连。

采用以上设计方案，其优点是：上下两个螺杆在施加外力时能够自动调整位置对正使其所受到的外力仅有拉力，排除了扭转力矩对螺杆的影响；均布在结合面圆周的三个位移传感器保证了结合面处的位移数据的准确性，数据采集系统实时采集三个位移传感器的输出数据；螺栓内的应变片通过应变仪及采集系统能精确反应出加载的预紧力；上压块和下压块构成的结合面上螺栓孔的轴心与外加拉力的中心重合，避免了悬臂梁结构。

附图说明

附图1是本发明的应用示意图。

附图2是本发明的剖视结构示意图。

附图3是有孔法兰与压块焊接后的位置详图。

图中1、螺杆，2、钢结构用高强度大六角头螺栓组件，3、电涡流位移传感器，4、上压块，5、有孔定位法兰，6、无孔法兰，7、下压块。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本说明进行详细描述。

如图1所示为系统结构框图，实验装置夹紧在拉伸强度试验机上，由拉伸强度试验机对实验装置施加一定的拉力，拉力的大小由人机交互界面控制。实验装置上连接螺栓所施加的预紧力通过电桥与应变仪连接，预紧力数据由数据采集系统通过应变仪采集，采集的数据显示在人机界面上，同时，人机界面对实验过程及加载方式进行控制。由拉伸强度试验机内置的力传感器和安装在实验装置上的电涡流位移传感器所采集的数据均由数据采集系统采集并显示在计算机上，通过相关软件的处理即可得到所测结合面在不同面压下的刚度和相应的变形值。