[发明专利]一种带磁场发生器的测试磁敏弹性体冲击剪切特性的夹具

说明书

(一)技术领域

本发明为一种带磁场发生器的测试磁敏弹性体冲击剪切特性的夹具，具体设计一种基于 力-磁耦合原理，实现磁场环境创建、场强调节及剪切载荷施加的复合夹具，主要用于磁敏弹 性体在不同磁场强度下的磁致剪切特性测量，属于磁敏复合材料力-磁耦合参数及其特性测量 技术领域。

(二)背景技术

目前，单独测试磁敏材料在磁场中的磁学特性和非磁性材料在结构场中的力学特性技术 均已发展成熟，如测试磁场强度的特斯拉计，测试材料力学性能的万能材料试验机等，并已 实现产品化。测试磁场环境下的磁敏材料静态力学特性(“一种测试磁敏弹性体磁致力学性 能的通用试验装置”，中国发明专利，ZL201210187441.8)和测试冲击载荷下的磁敏材料压 缩特性的实验装置(“一种测试磁敏弹性体冲击性能的试验装置”，中国发明专利，ZL 201210187401.3)也已发明，但测试其动态冲击剪切工况较复杂，添加磁场发生器和设计相 应的磁路困难，其性能预测目前主要以仿真为主。所以，设计一种考虑力-磁耦合效应的低成 本、易装夹、用于磁敏材料动态冲击剪切性能测试的通用夹具是本发明的主要目的。

(三)发明内容

1、发明目的：

本发明的目的是提供一种用于测试磁敏弹性体在磁场环境下的冲击剪切夹具，它是一种 在现有摆锤冲击试验台的基础上，通过添加磁场发生装置及磁敏弹性体试件的固定和剪切装 置，满足磁敏弹性体的动态力-磁耦合作用研究及磁致冲击剪切性能测试的要求。

2、技术方案：

本发明一种带磁场发生器的测试磁敏弹性体冲击剪切特性的夹具，如图1所示，该装置 主要包括：六角螺钉1、六角螺栓2、上固定板3、磁敏弹性体4、励磁线圈组件5、支撑杆6、 被冲击板7、下固定板8。各组件的之间的位置连接关系是：上固定板3通过支撑杆6与下固 定板8连接；上固定板3通过六角螺钉1与支撑杆6定位固定；上固定板3凸起的铁心置于 励磁线圈组件5中；励磁线圈组件5通过六角螺栓2与上固定板3连接；磁敏弹性体4用胶 黏在上固定板3凸起的铁心和被冲击板7之间；该冲击剪切夹具放置在摆锤冲击试验机的试 验台上。

所述六角螺钉1为标准件，规格为M8，数量为前后各一、左右对称共四件。

所述六角螺栓2为标准件，规格为M8，数量为前后各一、左右对称共四件。

所述上固定板3为带凸起铁心的铁质平板，为导磁件，用于固定连接和支撑励磁线圈组 件5，铁心可增强磁感应强度，并引导冲击剪切过程中需要的磁路。

所述磁敏弹性体4为自制的测试试件。

所述励磁线圈组件5为自制件，由漆包铜导线绕制，与上固定板3凸起的铁心相配合，由 螺栓2与上固定板3连接，可根据试验所需磁场的范围来确定漆包铜导线的规格和圈数。

所述支撑杆6为铁质连接件，要求具有良好的强度和刚度，用于支撑上固定板3，兼具 引导冲击剪切过程中需要的磁路，具体尺寸根据摆锤试验机和试件、试验需求决定。

所述被冲击板7为铁质平板，为导磁件，用于承受摆锤冲击试验机锤头的冲击，兼具引 导冲击剪切过程中需要的磁路。

所述下固定板8为铁质平板，为导磁件，用于固定连接和支撑整个夹具，并引导冲击剪切 过程中需要的磁路。

本发明的工作原理及流程如下：首先，将磁敏弹性体试件4胶粘于上固定板3突起的铁 心和被冲击板7之间，将整个冲击剪切装置正确连接后，置于摆锤冲击试验机的测试平台上。 用直流稳压电源对励磁线圈5通电，通过调节稳流电源的电压或电流，在磁敏弹性体试件区 域产生相应的磁感应强度和方向的均匀磁场。启动摆锤冲击试验机，使摆锤的锤头撞击被冲 击板7。由于被冲击板7、磁敏弹性体4、上固定板3相互粘结，上固定板3的位置相对摆锤 冲击试验机的测试平台固定，对磁敏弹性体施加了冲击剪切载荷，并进行相关测量。

3、本发明一种带磁场发生器的测试磁敏弹性体冲击剪切特性的夹具，其优点如下：

1)可实现对磁敏弹性体的磁致力学特性的冲击剪切测试，满足不同磁感应强度和不同冲 击剪切速度和冲击能量的试验要求。

2)与传统摆锤冲击试验机相连接，通过支撑杆高度，即可满足不同规格的磁敏弹性体试 样实验，通用性强、使用方便。

3)将磁场发生装置与专用夹具结合为一体，与传统力-磁耦合测试装置相比结构简单、 体积小、重量轻。