[发明专利]一种可实时观测的多比例双向拉伸材料测试装置及其方法

说明书

本发明属于测试技术领域，具体涉及一种可实时观测的多比例双向拉伸材料测试装置及其方法；包括上夹具、下夹具及钢丝，所述上夹具与下夹具之间通过钢丝相连；所述上夹具包括上拉块与拉伸杆，所述上拉块上开设有凹槽，且凹槽中部设有凸起；本发明装置简单，拉伸行程较大，能较好的控制定速拉伸，其立式结构立式框体方便观察和观测，拉伸杆两端与框体两端可装配若干滑筒，从而实现变比例拉伸。

技术领域

本发明属于测试技术领域，具体涉及一种可实时观测的多比例双向拉伸材料测试装置及其方法。

背景技术

由于技术和成本限制，对于材料力学性能的研究通常在单轴拉伸机上进行试验，对于材料双轴拉伸力学性能的研究通常需要设计专门的试验装置，在目前的单轴变双轴试验装置的研究中，通常采用卧式方式进行设计，但由于试验加载设备通常都处于测试装置的正上方，故该方式无法对试验件进行正面观测，而一些能用于卧式正面观测的双轴拉伸测试装置，其工艺复杂而且造价较高，需要专用的摄影摄像装置，其实用性较差，另外现有的立式放置的测试装置，几乎都是将十字形试验件两枝竖直放置，其中试验件竖直两枝与重力的方向重合，试验件水平的两枝与重力方向垂直，该方式极易使得试验件两枝处于不同的初始载荷状态，通常竖直方向上的载荷大于水平方向上的载荷。而且在拉伸的过程中，竖直方向上的试验件连接装置所受的重力，直接作用到试验件上，对于试验结果的测量误差较大；此外目前用于微宏观的实时观测手段中，大都涉及到成本较高的仪器设备，例如扫描电镜、高速摄像机、X-CT等设备，成本太高，不适合推广使用。

发明内容

针对现有技术中提到的问题，本发明提供一种结构简单且拉伸比例可调节立式可实时观测的多比例双向拉伸材料测试装置及其方法。

本发明一种可实时观测的多比例双向拉伸材料测试装置，包括上夹具、下夹具及钢丝，所述上夹具与下夹具之间通过钢丝相连；所述上夹具包括上拉块与拉伸杆，所述上拉块上开设有凹槽，且凹槽中部设有凸起，所述拉伸杆中部设有与所述凸起相适应的通孔，且以通孔为中心沿拉伸杆两端轴向分别设有多个第一螺纹孔，凸起穿过通孔设置将上拉块与拉伸杆相连，其中上拉块的两端均开设有插销孔，配合插销可实现对上拉块与拉伸杆的固定装配，所述插销上还设有连接孔；所述下夹具包括框架、导轨及滑块，所述框体底部两端相对设有滑轮座，框体顶部两端分别设有第一方槽与第二方槽，所述滑轮座与第一方槽内均设有第一连接盘；所述导轨为一对且交叉设置，导轨两端均设有第二连接盘，其第一连接盘与第二连接盘之间通过主轴相连，其中导轨相交叉处还设一开孔，所述滑块设置在导轨上。

优选地，所述第一方槽与第二方槽之间还设有多个第二螺纹孔。

优选地，还包括滑筒，所述滑筒上设有滑轮，增加滑筒数量可对应设置不同的加载比例。

优选地，所述滑块呈C字型，滑块底部配合销钉与导轨相连，滑块上一端设有用于与钢丝相连的拉绳孔，另一端设有与试件相连地固定孔。

优选地，还包括支撑杆，所述支撑杆设置于上夹具与下夹具之间，且支撑杆与下夹具螺纹相连。

优选地，所述滑轮座的中心轴线与第二方槽的中心轴线位于同一竖直面内。

优选地，所述拉伸杆长度与框体上两个第二方槽之间距离相当。

一种可实时观测的多比例双向拉伸材料测试装置的方法，

步骤一：将待测试的试件与滑块相连，使试件置于导轨上，且试件中心对准开孔中心设置；

步骤二：在远离试件且位于试件背面处10cm处添加一光源，试件另一面1m处放置有与试件所在平面平行的屏幕；

步骤三：通过加载装置带动凸起，从而通过钢丝对试件进行拉伸，在拉伸过程中，观察试件投影在屏幕上影子的变化情况，依据光源至试件之间距离与光源至屏幕之间距离，从而计算出试件的变形量；

步骤四：重复步骤三，在试件拉伸时，观察屏幕上试件的影子中心处是否有光亮点，即可判定试件在拉伸时发生破坏失稳时刻；