一种用于测试橡胶复合材料弯曲刚度装置的制作方法

本发明涉及机械领域，特别是涉及一种用于测试橡胶复合材料弯曲刚度装置。

背景技术：

轮胎的刚度，尤其是胎侧刚度对于乘坐舒适性和燃油经济性具有非常重要的影响。现有技术中，对于轮胎刚度的测试仅限于轮胎整体，而不能测量轮胎局部刚度，因此不能指导轮胎结构优化设计以及力学性能的研究。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于测试橡胶复合材料弯曲刚度装置，所述的一种用于测试橡胶复合材料弯曲刚度装置要解决现有技术中不能测量轮胎局部刚度的技术问题。

本发明的这种橡胶复合材料弯曲刚度试验装置，包括一个机架、一个电动推杆和一个直线位移传感器，所述的电动推杆包括控制端、一个固定部和一个活动杆，所述的活动杆设置在所述的固定部中，所述的直线位移传感器包括有信号输出端，其中，所述的电动推杆固定设置在所述的机架上，所述的活动杆的前端固定设置有一个加载压头，所述的加载压头的前端端面呈半圆柱状，机架上固定设置有两个支撑滚筒，所述的两个支撑滚筒的轴向平行，两个支撑滚筒关于加载压头对称分布，机架中固定设置有一个支撑平台，所述的支撑平台位于两个支撑滚筒的下方，所述的直线位移传感器设置在机架与活动杆、或者加载压头间，加载压头与活动杆的前端之间设置有压力传感器，所述的压力传感器包括有信号输出端。

进一步的，所述的机架中固定设置有一个直线导轨，所述的直线导轨平行于活动杆，加载压头的下侧固定连接有一个连接座，所述的连接座与直线导轨之间设置有滑动副。

进一步的，所述的两个支撑滚筒设置在一个支架中，所述的支架与机架固定连接，两个支撑滚筒与支架之间各自通过转轴连接。

进一步的，所述的电动推杆由电动机、或者气缸、或者液压缸构成。

进一步的，加载压头前端的半圆柱状端面的轴向与两个支撑滚筒轴向平行。

进一步的，直线位移传感器和压力传感器的信号输出端均连接到一个计算机。

进一步的，电动推杆的控制端与所述的计算机连接。

进一步的，电动推杆的控制端与一个伺服控制器连接，所述的伺服控制器与一个信号调节器连接，所述的信号调节器与所述的计算机连接。

进一步的，所述的计算机包括主机和触摸屏显示器。

进一步的，所述的加载压头的前端的上缘和下缘分别设置有向前突出的托杆。

本发明的工作原理是：根据被测轮胎断面测试点的材料分布制作橡胶复合材料的被测试件，其中各种材料沿试件厚度方向分布，试件为长方体形状，长度、宽度固定（如300×50毫米），厚度根据实际需要调整，试验时，将被测试件安放于支撑滚筒下方的支撑平台上。利用计算机、信号调节器和伺服控制器控制电动推杆中的活动杆前进，活动杆前端的加载压头对被测试件加载压力，被测试件两端与两个支撑滚筒形成简支梁力学模型，被测试件中部在加载压头作用下曲挠变形，利用压力传感器测量压力值，利用直线位移传感器测量加载压头的位置，将被测试件达到指定曲挠变形时需要的压力，转换得到被测试件的弯曲刚度。试验方案可预先在计算机中通过输入装置设定，包括电动推杆的前进方式、前进速度、加载时速度以及加载行程。电动推杆的前进方式包括手动和自动两种方式，手动方式是指电动推杆的前进速度、加载时速度和加载行程通过手动输入来设定，自动方式是指电动推杆的前进速度和加载时速度是预先设定的默认值，而加载行程手动输入。电动推杆的前进速度是指加载压头接触到被测试件之前过程中的前进速度（如5毫米每秒）。电动推的加载时速度是指压头接触到被测试件之后过程中的前进速度（如1毫米每秒）。电动推杆的加载行程是指电动推杆接触到被测试件之后过程中的前进距离（如20毫米）。

本发明与已有技术相比，其效果是积极和明显的。本发明利用两个支撑滚筒与被测试件的两端形成简支梁力学模型，利用电动推杆和加载压头对被测试件的中部加载压力，利用压力传感器测量压力值，利用直线位移传感器测量加载压头的位置，将被测试件达到指定曲挠变形时需要的压力，转换得到被测试件的弯曲刚度，实现了轮胎断面局部结构弯曲刚度的测量，从而得到轮胎沿断面方向的弯曲刚度分布。

附图说明

图1是本发明的橡胶复合材料弯曲刚度试验装置的正向结构示意图。

图2是本发明的橡胶复合材料弯曲刚度试验装置的俯视结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，本发明的橡胶复合材料弯曲刚度试验装置1，包括一个机架5、一个电动推杆12和一个直线位移传感器9，所述的电动推杆12包括控制端、一个固定部和一个活动杆，所述的活动杆设置在所述的固定部中，所述的直线位移传感器9包括有信号输出端，其中，所述的电动推杆12固定设置在所述的机架5上，所述的活动杆的前端固定设置有一个加载压头2，所述的加载压头2的前端端面呈半圆柱状，加载压头2的前端的

上缘和下缘分别设置有向前突出的托杆，机架5上固定设置有两个支撑滚筒3，所述的两个

支撑滚筒3的轴向平行，两个支撑滚筒3关于加载压头2对称分布，机架5中固定设置有一

个支撑平台，所述的支撑平台位于两个支撑滚筒3的下方，所述的直线位移传感器9设置在

机架5与活动杆、或者加载压头2之间，加载压头2与活动杆的前端之间设置有压力传感器

10，所述的压力传感器10包括有信号输出端。

进一步的，所述的机架5中固定设置有一个直线导轨7，所述的直线导轨7平行于

活动杆，加载压头2的下侧固定连接有一个连接座6，所述的连接座6与直线导轨7之间设

置有滑动副。

进一步的，所述的两个支撑滚筒3设置在一个支架4中，所述的支架4与机架5固定连接，两个支撑滚筒3与支架4之间各自通过转轴连接。

]进一步的，所述的电动推杆12由电动机、或者气缸、或者液压缸构成。

进一步的，加载压头2前端的半圆柱状端面的轴向与两个支撑滚筒3轴向平行。

进一步的，直线位移传感器9和压力传感器10的信号输出端均连接到一个计算机

（图中未示）。

进一步的，电动推杆12的控制端与所述的计算机连接。

进一步的，电动推杆12的控制端与一个伺服控制器11连接，所述的伺服控制器11与一个信号调节器8连接，所述的信号调节器8与所述的计算机连接。在图1所示的实施例

中，伺服控制器11与电动推杆12集成封装，信号调节器8与直线位移传感器9集成封装。

进一步的，所述的计算机包括主机和触摸屏显示器。

进一步的，所述的加载压头2的前端的上缘和下缘分别设置有向前突出的托杆。

本实施例的工作原理是：根据被测轮胎断面测试点的材料分布制作橡胶复合材料的被测试件13，其中各种材料沿试件厚度方向分布，试件为长方体形状，长度、宽度固定（如300×50毫米），厚度根据实际需要调整，试验时，将被测试件13安放于支撑滚筒3下方的支撑平台上。利用计算机、信号调节器8和伺服控制器11控制电动推杆12中的活动杆前进，活动杆前端的加载压头2对被测试件13加载压力，被测试件13两端与两个支撑滚筒3形成简支梁力学模型，被测试件13中部在加载压头2作用下曲挠变形，利用压力传感器10测量压力值，利用直线位移传感器9测量加载压头2的位置，将被测试件13达到指定曲挠变形时需要的压力，转换得到被测试件13的弯曲刚度。试验方案可预先在计算机中通过输入装置设定，包括电动推杆12的前进方式、前进速度、加载时速度以及加载行程。电动推杆12的前进方式包括手动和自动两种方式，手动方式是指电动推杆12的前进速度、加载时速度和加载行程通过手动输入来设定，自动方式是指电动推杆12的前进速度和加载时速度是预先设定的默认值，而加载行程手动输入。电动推杆12的前进速度是指加载压头2接触到被测试件13之前过程中的前进速度（如5毫米每秒）。电动推杆12的加载时速度是指压头接触到被测试件13之后过程中的前进速度（如1毫米每秒）。电动推杆12的加载行程是指电动推杆12接触到被测试件13之后过程中的前进距离（如20毫米）。