[实用新型]薄壁加压结构弹塑性变形实验研究装置

说明书

技术领域

本发明涉及科学实验研究装置与仪器领域，尤其是一种用于研究薄壁加压结构弹塑性变形理论的实验研究装置。

背景技术

在分析薄壁加压结构之前，首先对工程结构中的薄板进行介绍。在工程研究中，通常将“板”分为薄板、厚板和薄膜三类。所谓薄板，通常满足以下假定情况，即（1/80～1/100）≤h/b≤（1/5～1/8）。薄壁加压结构中的薄壁，属于工程中的薄板范畴，而非薄膜范畴。薄壁加压结构除了满足以上假定情况之外，还需满足以下条件：第一，变形前垂直于中面的任一直线段，变形后，仍为直线，并垂直于变形后的弹性曲面，且长度不变；第二，垂直于板中面方向的应力最小，可略去不计；第三，最大挠度与板厚之比在1/10～1/5，或者最大挠度与最小边长之比不大于1/50。

基于上述基础，说明书附图中的图2给出了一种薄壁加压结构，为圆形薄壁加压结构，当然，薄壁加压结构的薄壁形状可为方形及其他形状。

对于薄壁加压结构的弹塑性变形理论及实验的研究，对工程实践具有重大的指导价值。薄壁加压结构的弹塑性变形，在微位移机构、纳微级驱动、微间隙补偿等方面，与其他方式（例如机械传动微位移机构、热变形微位移机构、磁致式微位移机构、压电式微位移机构等）相比，具有微变形分辨率高、可控性强、支撑刚度大等显著优势，尤其是在工作台微进给、机床主轴微进给、导轨微间隙补偿等方面具有重要的工程应用价值。

对于薄壁加压结构的弹塑性变形的实验研究装置，有人提出了针对薄壁加压结构静态灵敏度S特性研究的实验装置，未见到针对薄壁加压结构抗压灵敏度S’特性研究的实验装置，与此同时，现有的实验装置，给薄壁加压结构施加可调、可读、可复现的压力值的系统主要有两大类：液压阀控制的液压站系统及手动加压系统。两类系统分别存在着以下的不足：第一，液压阀控制的液压站系统的压力值是由压力阀调定，如果普通压力控制阀进行调节，调压精度不高，会对实验结果造出较大的误差，如果应用伺服压力阀进行调节，液压站系统的实验成本显著提升；第二，对于现有的手动加压系统，基本采用手动泵进行加压，手动泵的调压精度远远无法满足实验精确测压的需求，同时，手动泵在高压段对压力值的控制非常困难，且手动泵无法实现往复的加、减压调压，实验操作的便利性大打折扣。

发明内容

为了克服现有的薄壁加压结构弹塑性变形实验研究装置成本高、手动调压系统调压精度无法满足实验需求，操作便利性差的不足，本发明提出了一种调压分辨率高达0.1MPA，手动操作非常便利，大大降低实验设备开发成本的实验装置，该装置同时能对薄壁加压结构抗压灵敏度S’特性开展相关的实验研究。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种薄壁加压结构弹塑性变形实验研究装置，由注油模块、压力表、实验测试件、微变形测试仪器及压力加载系统组成，其特征在于，所述注油模块、实验测试件及微变形测试仪器可调节地固定在高刚度铸铁测试台上，所述注油模块包括手动泵与截止阀，所述手动泵的出油管接在截止阀入油口；所述实验测试件上设置薄壁加压结构，所述薄壁加压结构包括薄壁、端盖、O型密封圈及加压油道；所述微变形测试仪器为接触式高精度位移传感器，传感器探针抵触在薄壁加压结构变形的测试点上；所述压力加载系统包括加载板、载荷显示系统、紧固梯形螺钉；所述实验研究装置还包括柱塞精密加压泵，其由柱塞加压结构、机械驱动结构及机架构成，所述机架包括底板、前支撑立板、后支撑立板，所述柱塞加压结构包括外缸体、柱塞导套、柱塞、缸体端盖，所述柱塞导套安装在外缸体内部，所述柱塞套装在所述柱塞导套内，并可引着所述柱塞导套内孔前后运动，所述机械驱动结构包括梯形丝杆机构、行星齿轮减速机构及导轨结构，所述导轨结构包括导轨拉杆、导套、丝杆螺母固定板、柱塞驱动套筒，所述梯形丝杆机构包括梯形丝杆轴与丝杆螺母，所述行星齿轮减速机构包括太阳轮、行星轮、外齿圈及行星轮架；所述截止阀的出油口连接到柱塞精密加压泵的注油口，所述柱塞精密加压泵的出油口连接到压力表缓冲座，压力表缓冲座出油口与实验测试件的入油口连接。