[发明专利]一种带有振动装置的万能试验拉伸机

说明书

技术领域

本发明属于材料性能测试领域，具体涉及到一种带有振动装置的万能试验拉伸机及其使用方法。

背景技术

金属材料的使用性能包括物理性能、化学性能、工艺性能和力学性能，对于工程材料来说，其中最重要的是力学性能，金属材料的力学性能是指金属在外加载荷作用下或载荷与环境因素联合作用下所表现的行为，由于载荷施加的方式多种多样，而环境、介质的变化又十分复杂，所以金属在这些条件下所表现的行为就会大不相同，致使金属材料力学性能所研究的内容非常广泛，它已发展成为介于金属学和材料力学之间的一门边缘学科。另外振动技术现已广泛应用到塑性加工领域，具有扩大材料的加工范围、提高材料可加工性与加工质量、节省材料、无污染等显著特点。迄今为止，人们已经在线材、管材拉拔，以及板料冲孔、剪切和精压、轧制等塑性成形过程进行振动试验。材料的力学性能对工厂的生产选材、材料加工工艺的选择以及材料的安全性能测试方面具有至关重要的指导作用，而目前对振动技术过程中材料的具体性能研究较少，已有的研究也集中于超声振动材料性能。在工业领域中，低频振动较超声振动往往更容易获得，具有更实际的工业价值。因此针对上述问题，迫切需要发明一种测试装置研究材料在低频振动下的力学性能，进而获得有效的力学性能参数，用以指导实际生产。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种带有振动装置的万能试验拉伸机及其使用方法，该方法可有效解决传统情况下低频振动状态材料的力学性能参数难以测试的问题，运用得出的参数可以对零件的振动进行深入研究。

本发明的技术方案如下：以万能试验拉伸机(2)和振动装置(5)为测试工具，将振动装置(5)安放到振动底座(6)上，再将振动底座(6)安装到万能试验拉伸机(2)的拉伸运动装置(8)上。该方法通过万能试验拉伸机(2)夹持金属试件(1)，同时运用与振动装置(5)相连接的辅助振动头(3)套住金属试件(1)，与此同时启动万能试验拉伸机(2)和振动装置(5)，运用振动装置(5)对金属试件(1)施加振动，试件在振动的过程中下夹钳(7)对试件进行拉伸，振动底座(6)在竖直方向与下夹钳运动轨迹相同；测试振动条件下材料的力学性能，通过电脑测出实验数据，从而得出金属试件(1)在振动条件下的力学性能。

进一步地，所述的振动装置(5)主要由滑杆导轨(9)、滑杆(10)、连杆(11)、摇杆(12)和伺服电机(13)组成，通过伺服电机(13)的转速可以控制对金属试件(1)施加的振动频率，通过控制摇杆(12)的长度可以控制振动的幅值。

进一步地，所述的辅助振动头(3)由上套板(14)、下套板(15)和螺栓(16)组成，通过控制套板的大小可以套住不同形状的零件。

进一步地，所述伺服电机(13)控制的频率由公式：

其中p为电极对数，n为转数。

进一步地，所述摇杆(12)控制的振动幅值变化公式为：

w＝R-Rcosθ

其中R为摇杆长度，θ为旋转角度。

本发明的有益效果：该技术是一种可行简便的技术，可有效解决实际生产中低频振动状态材料的力学性能难以进行测试的问题，通过此方法得出的材料力学性能参数具有实际的生产指导意义。另一方面，该技术是将万能试验拉伸机和振动装置进行有效组装用以测试材料性能，这些测试设备都是常见装置，较易获得，简化了复杂的拉伸设备。

附图说明

图1为本发明中单向拉伸试件的形状图。

图2为本发明万能试验拉伸机和振动装置的总装图。

图3为本发明振动装置的原理图。

图4为本发明辅助振动头示意图。

图5为本发明方法操作流程图。

图中：1.金属试件，2.万能试验拉伸机，3.辅助振动头，4.上夹钳，5.振动装置，6.振动底座，7.夹钳，8.拉伸运动装置，9.滑杆导轨，10.滑杆，11.连杆，12.摇杆，13.伺服电机，14.上套板，15.下套板，16.螺栓

具体实施方式

下面结合说明书附图进一步说明本发明的详细内容及具体实施方式：

参阅图1和图2，首先运用线切割机将试件切割成图1形状，将万能试验拉伸机(2)和振动装置(5)组装为测试设备，运用万能试验拉伸机(2)夹持金属试件(1)，然后运用振动装置(5)对金属试件(1)施加振动，测试振动条件下材料的力学性能，将实验数据通过电脑输出计算，从而得出金属试件(1)在振动条件下的力学性能。参阅图5，具体步骤如下：