[发明专利]松散物料致密成型过程力学行为测试装置及其测试方法

摘要

本发明公开了一种松散物料致密成型过程力学行为测试装置及其测试方法，包括基座单元、套筒单元和模具单元三个部分，其中，基座单元包括下底板、支撑柱、上底板和模具支撑环；套筒单元包括下定位环、套筒和上定位环；模具单元包括位移传感器、第一测力传感器、压制轴、模具、应变片、底塞和第二测力传感器。该装置应配合万能试验机或液压缸使用，可以模拟不同松散物料在不同速度下的压制过程，并直接测出压制过程中物料与模具内壁之间的摩擦力和正压力，以及松散物料在致密成型过程中的应力应变关系，从而为改善松散物料致密成型工艺中的高能耗、高磨损问题提供数据支撑。

主权项

1.一种松散物料致密成型过程力学行为测试装置，其特征在于：包括起固定支撑作用的基座单元；用于压制松散物料的模具单元；对模具单元起定位作用的套筒单元；所述基座单元包括下底板（1）、上底板（3）、模具支撑环（4）和N个支撑柱（2），N≥4，下底板（1）和上底板（3）平行间隔设置，两者之间通过N个环形分布的支撑柱（2）连接固定，上底板（3）中心设有一个二阶台阶孔，位于上方的第一阶台阶孔直径大于位于下方的第二阶台阶孔直径，模具支撑环（4）内壁自上向下设有一个环形凹槽，形成台阶面，模具支撑环（4）的外壁与上底板（3）的第一阶台阶孔之间采用过渡配合；所述套筒单元包括下定位环（5）、套筒（6）和上定位环（7）；模具支撑环（4）位于下定位环（5）中心，两者之间存在间隙，下定位环（5）与上底板（3）的顶面固连，套筒（6）筒身上均匀分布m行n列通孔，6≤m≤12，3≤n≤8，下定位环（5）的顶面与套筒（6）一端固连，上定位环（7）设置在套筒（6）的另一端，两者过渡配合，模具单元设置在套筒（6）内，其一端穿过套筒（6）设置在基座单元的下底板（1）上；所述模具单元包括位移传感器（8）、第一测力传感器（9）、模具（10）、压制轴（11）、应变片（12）、底塞（13）、第二测力传感器（14）和数据采集装置；模具（10）为厚壁圆筒，用于充当被压缩松散物料的容器，模具（10）设置在套筒（6）内，一端与上定位环（7）之间采用间隙配合，另一端设置在模具支撑环（4）内，通过模具支撑环（4）的台阶面定位；压制轴（11）设置在模具（10）内，其直径小于模具（10）的内径，且压制轴（11）的长度大于模具（10）的长度；第二测力传感器（14）位于模具支撑环（4）正下方的下底板（1）上，底塞（13）穿过模具支撑环（4），其底面设置在第二测力传感器（14）上，顶面外壁与模具（10）采用间隙配合；第一测力传感器（9）固定在压制轴（11）的顶面，若干组应变片（12）沿模具（10）外壁的轴向间隔设置，每组的应变片（12）的测试方向为周向，用于测试压制过程中模具（10）外壁的径向应变；位移传感器（8）设置在模具（10）的斜上方，用于采集压制轴（11）的轴向位移；位移传感器（8）、第一测力传感器（9）、应变片（12）和第二测力传感器（14）分别与数据采集装置连接，进行数据采集。