[发明专利]一种适用于材料拉伸试验的位移测量装置及试验机

说明书

本发明提供一种适用于材料拉伸试验的位移测量装置，包括上下两个固定台，还包括两个及以上数量的直线位移传感器，所述直线位移传感器在拉伸过程中探测发生的位移且与分析设备信号连接。还提供一种适用于材料拉伸试验的试验机，采用本发明所述的位移测量装置。本发明中的位移测量装置及试验机能很好的满足材料拉伸试验中全过程位移测量的需求，能够获得准确的材料应力‑应变全过程曲线，不采用引伸计，解决了引伸计测量法中需提前松开引伸计和不能测得应力‑应变全过程曲线的问题，避免了试样断裂时引伸计被损坏，简化了材料拉伸试验的操作步骤；使用范围广，不受材料的尺寸限制或断裂伸长率的大小限制，可以用于大尺寸材料及断裂伸长率大的拉伸试验中的位移测量。

技术领域

本发明属于材料应力-应变测试领域，具体地，涉及一种适用于材料拉伸试验的位移测量装置及试验机，采用该位移测量装置及试验机可得到应力-应变全曲线。

背景技术

拉伸试验是材料力学领域最基本的试验之一，通过测定待测试件在承受轴向拉伸荷载作用下的力学特性，可以得到材料的一些基本力学性能参数，如弹性模量、伸长率、屈服强度和抗拉强度等等。这些性能指标对于新材料和新产品的选材、设计和研制有十分重要的意义，另外，在材料的验收和产品的安全性能评估上，拉伸试验亦是必不可少。

在拉伸试验的测量数据中，应力-应变曲线图是最直接、最常见的成果。目前在测材料的应力-应变曲线时，为了保证试验结果的准确性和可靠性，一般采用试验机上搭配使用引伸计的方法，引伸计是测量待测试件位移的仪器，在试验之前，常常用橡皮筋把引伸计的两个刀口固定在试件的标距上。但是，为了避免引伸计在试件断裂时被损坏，在试件接近断裂前应当松开引伸计的一个刀口。

引伸计虽然可以排除试验机齿轮空转和试件非测量部分位移的干扰，但是也有几个缺点：

（1）不能测出材料的应力-应变全过程曲线，即使通过数学方法得到了应力-应变全曲线，也是不准确的，可靠性未知。

（2）试验时，松开引伸计的时间点不好控制，如果松开晚了，会损坏引伸计。

（3）试验步骤繁琐，需要多出一人来操作引伸计。

目前，也有针对类似问题的新试验装置和方法，例如，使用非接触式视频引伸计，但是这些装置或方法也有相应的缺点：

（1）装置价格昂贵。

（2）测量精度和稳定性还需提高。

为了避免引伸计精度受到影响或报废，公开号为CN105158068A的中国发明专利提供了一种用于拉伸试验的位移测量装置，包括上横杆、立柱和下横杆；下横杆的一端与立柱连接，下横杆的另一端与下测量杆连接；支承框架具有第一连接端、第二连接端和第三连接端，导向管的上端与第一连接端连接，第二连接端上沿竖直方向设置有第二通孔，上测量杆穿过第二通孔且下端抵靠在下测量杆上，上测量杆与第二通孔之间存在间隙，限位件设置在上测量杆上且位于第二连接端的上方，限位件与第二连接端之间的最短距离≤安装的引伸计的量程，第三连接端与上横杆连接；上横杆和下横杆沿水平方向设置，立柱、导向管、上测量杆和下测量杆沿竖直方向设置。该装置可以保护引伸计不被损坏和保证精度，而且可以降低操作员的劳动强度，提高生产试验效率，降低成本。

但是，以上现有技术中仍然用到引伸计，且引伸计量程固定，在试验断裂伸长率较大的材料时，仍然无法测得完整的应力-应变曲线，而且主要适用于高温拉伸试验，没有给出常温下的装置。因此，一种新的拉伸试验装置应运而生，该装置结构简单，能测得应力-应变全过程曲线，且结构简单、操作简便和精度较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种与以上现有技术思路不同的拉伸试验中的位移测量装置，该装置不采用引伸计，解放了劳动力，还可解决使用引伸计的传统测量方法不能完整测量出应力-应变全曲线的缺陷，保证测量结果的准确性，满足工程及科研要求，还有利于实现测量自动化。