[发明专利]一种可变载荷比的双向拉伸实验装置

说明书

本发明涉及一种可变载荷比的双向拉伸实验装置，包括：支架；轨道式十字底座，固定在支架上；滑块，安装在轨道式十字底座的轨道上；快换式楔形块，固定在滑块上，并设有多种规格，可根据拉伸载荷比需求选取不同的快换式楔形块；滚轮，在下压过程中与快换式楔形块的斜面相接触；十字压头，与滚轮连接，用于滚轮下压；双向拉伸试样，放置在轨道式十字底座上，并通过试样定位销固定在滑块上；高速摄像机，对准双向拉伸试样，用于拍摄喷有散斑图案的试样表面。与现有技术相比，本发明具有适用范围广、测试准确度高等优点。

技术领域

本发明涉及一种材料拉伸性能实验装置，尤其是涉及一种可变载荷比的双向拉伸实验装置。

背景技术

为准确预测板材在冲压过程中的成形问题，需知道材料在不同应力状态下的力学性能，传统的单轴材料试验机难以实现对材料在双向拉应力状态下力学性能的测试。目前双向拉伸实验主要利用液压式或机械式实验装置，但液压式实验装置结构复杂，造价较高。机械式双向拉伸实验装置可满足单向加载双向受拉的需求，造价低，结构可靠被广泛应用于双向拉伸实验。

现有机械式双向拉伸实验装置顶部采用十字压头配合滚轮使用，根据速度的矢量合成与分解原理，压头下压过程中滚轮与楔形块斜面相抵，推动楔形块向外运动，同时楔形块带动夹具向外侧运动进而实现双向拉伸的测试要求，更换楔形块的角度可以实现不同载荷比的双向拉伸实验。

但是，由于十字压头上的四个滚轮始终处于同一平面，更换楔形块时必须能够保证压头在下压时四个滚轮与四个楔形块斜面同时接触，否则将出现某一方向提前出现拉伸变形，另一方向还未出现变形的情况。另外，利用夹具对试样夹持的方式固定试样很难保证试样中心在压头加载方向上，同时现在材料的强度越来越高，部分高强钢在做拉伸实验时极易出现因夹持力不足而造成试样打滑的现象，从而影响材料力学性能测试结果的准确性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用范围广、测试准确度高的可变载荷比的双向拉伸实验装置，用于解决现有机械式双向拉伸装置在做不同比例拉伸实验时，楔形块更换繁琐、定位不准的问题；以及拉伸时试样打滑、四个方向受力不同步的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可变载荷比的双向拉伸实验装置，包括：

支架；

轨道式十字底座，固定在支架上；

滑块，安装在轨道式十字底座的轨道上；

快换式楔形块，固定在滑块上，并设有多种规格，可根据拉伸载荷比需求选取不同的快换式楔形块；

滚轮，在下压过程中与快换式楔形块的斜面相接触；

十字压头，与滚轮连接，用于滚轮下压；

双向拉伸试样，放置在轨道式十字底座上，并通过试样定位销固定在滑块上；

高速摄像机，对准双向拉伸试样，用于拍摄喷有散斑图案的试样表面。

优选地，所述的轨道式十字底座上设有滚柱，所述的滑块与滚柱滑动连接。

优选地，所述的轨道式十字底座设有四个凹槽，每个凹槽内部设有用于滑块固定的T型键槽，所述滑块在T型键槽约束下沿凹槽内部滑动。

优选地，所述的快换式楔形块的三角形区域两直角边设置为不同比例。

优选地，每个所述的滑块上均采用三个试样定位销对双向拉伸试样进行固定。

优选地，所述的装置还包括竖直挡板，所述的快换式楔形块通过T型键与竖直挡板连接后一并固定在滑块上。

优选地，所述的装置还包括定位螺栓，用于推动竖直挡板和快换式楔形块在滑块中运动，并调节快换式楔形块与滚轮之间的距离。