[实用新型]一种适合在线观测硬脆材料的超声振动三点弯曲试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于试验设备技术领域，尤其涉及一种适合在线观测硬脆材料的超声 振动三点弯曲试验装置。

背景技术

钛合金是一种重要的结构金属，具有强度高、耐蚀性好、耐热性高以及耐腐蚀等特 点而被广泛用于各个领域，特别是在航空航天领域，如用于制造航空发动机的涡轮叶片、涡 轮盘等耐高温零部件。但是钛合金属于典型的难加工材料，其相对切削加工性能很差，且硬 度高、对缺陷的敏感度高，这使得其很难实现高精度，高效率和高可靠性的加工。因此，如何 实现对钛合金进行高效、高精度、高可靠性的加工，是目前亟待解决的问题。在先进制造领 域，将功率超声与不同的特种加工、超精密加工相结合，实现高效的精密加工，是应用性研 究的一个新方向。而目前对超声刀具作用于钛合金材料的研究，基本都是从工艺和宏观的 角度进行，至少是在加工后对材料进行微观特性的观测，没有探究超声振动对材料内禀特 性的影响。而现有的三点弯曲试验装置均不适合钛合金等材料的超声振动断裂过程的在线 观测。

专利号为CN201310132810.8公开了一种适合在线观测硬脆材料的超声振动三点 弯曲试验装置，存在以下不足之处：1、移动支座上开设的半圆形槽尺寸固定，只能适用于一 定尺寸的试件，存在较大的局限性；2、通过丝杠与移动支座传动连接，由于丝杠右端位于移 动支座左侧面中心，使得通过丝杠传动时会使得移动支座发生偏斜；3、位于半圆形槽左端 的位移传感器会受到试件的挤压使得向左偏移，影响测量精度。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种能够适用不同尺寸试件， 便于调整测量位置，保证测量精度的一种适合在线观测硬脆材料的超声振动三点弯曲试验 装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种适合在线观测硬脆材 料的超声振动三点弯曲试验装置，包括底板，底板右侧面垂直设有凸台盘支座，凸台盘支座 中心设有中心孔，中心孔内沿左右水平方向插设有横向超声振动装置，横向超声振动装置 与凸台盘支座右侧面法兰连接，底板的正上方设有纵向超声振动装置，纵向超声振动装置 下端设有压头，纵向超声振动装置一侧设有高速摄像系统，底板下表面中部固定连接有圆 柱销，底板左侧垂直设有立板，立板右侧固定连接有自左向右并与底板平行的燕尾导轨，燕 尾导轨上设有移动支座，移动支座左侧下部设有与移动支座呈一体结构的滑块，移动支座 和滑块底部均设有与燕尾导轨相适配的导向槽，移动支座和滑块均与燕尾导轨滑动连接， 燕尾导轨前方和后方分别设有一根均与燕尾导轨平行的传动螺杆，两根传动螺杆左端均穿 出立板并与立板螺纹连接，两根传动螺杆右端均与滑块通过定位转动结构连接，两根传动 螺杆左端均设有相同型号的第一齿轮，立板上螺纹连接有位于两根传动螺杆之间的中心螺 杆，中心螺杆与两根传动螺杆的型号相同，中心螺杆上设有与两个第一齿轮均啮合的第二 齿轮；

移动支座包括底座和活动座，底座上设有顶部、左侧和右侧均开口的滑动槽，活动 座沿前后水平方向滑动连接在滑动槽内，活动座上表面与底座上表面位于同一平面上，活 动座后侧面的左部和滑动槽后侧壁的左部沿前后方向的垂直剖面轮廓均为前后对应的半 圆形结构，活动座后侧面的右部和滑动槽后侧壁的右部沿前后方向的垂直剖面轮廓均为前 后对应的方形结构，所述的半圆形结构和所述的方形结构形成顶面敞口且左右通透的第一 定位槽，第一定位槽的半圆形结构左端设有位移传感器，滑块上表面设有限定位移传感器 位置的限位结构，底座内沿前后水平方向插设有第一硬质合金圆棒，第一硬质合金圆棒由 前向后水平穿过活动座并通过方形结构插入到底座内，底座内沿前后水平方向插设有位于 第一硬质合金圆棒左侧的调节螺钉，调节螺钉后端向后顶紧活动座前侧面，调节螺钉和第 一硬质合金圆棒前端均凸出于底座前侧面；