拉伸弯曲试验设备

本发明涉及试验设备技术领域，尤其是涉及一种拉伸弯曲试验设备。

背景技术：

拉伸试验机是被用来检测材料力学性能的主要工具。拉伸试验机可以对材料进行单向拉伸试验，该试验操作简单，并能够充分提供材料塑性流动的信息。

然而，单向拉伸试验受颈缩现象的限制，即标距区域的不均匀变形，导致材料在局部区域失效。通过对材料张力试验的研究，我们可以认识到，在整个标距附近的材料实际上能够产生更大的应变。然而，由于是局部性的变形，因此试验段的剩余材料仍然是“欠拉伸”状态，即该部分没有完全拉伸开。

由此可见，拉伸试验机获得的试验数据无法真实反应板材在拉弯下成形性增强的特点，低估了板材在拉弯条件下的成形潜力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种拉伸弯曲试验设备，以解决现有技术中的拉伸试验机低估了板材在拉弯条件下的成形潜力的技术问题。

本发明提供的拉伸弯曲试验设备，包括支架组件、夹持拉伸组件、导轨滑块组件和滚轮组件；

所述支架组件包括相对间隔设置的第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件位于所述第二支撑件上方；

所述夹持拉伸组件包括相对设置的第一夹头机构和第二夹头机构；所述第一夹头机构包括相互连接的第一伸缩件和第一夹头，所述第一伸缩件固定在所述第一支撑件上；所述第二夹头机构包括互相连接的第二伸缩件和第二夹头，所述第二伸缩件固定在所述第二支撑件上；

所述导轨滑块组件包括丝杆滑块机构和底座，所述丝杆滑块机构设置在所述底座上，所述底座分别与所述第一支撑件和所述第二支撑件滑动连接，所述底座能够沿第一方向，朝向或远离所述第一夹头机构及第二夹头机构移动；

所述第一夹头具有第一夹持面，所述第二夹头具有第二夹持面，所述第一夹持面与所述第二夹持面平行设置，且所述第一夹持面和所述第二夹持面分别与所述第一方向垂直设置；

所述滚轮组件包括支撑板和多个滚轮，多个所述滚轮均设置在所述支撑板上，所述支撑板设置在所述丝杆滑块机构的滑块上；沿着由所述第一夹头机构朝向所述第二夹头机构的方向，多个所述滚轮依次设置；且每个所述滚轮均能够绕该滚轮的轴线转动。

进一步地，所述支架组件还包括支撑轴和导向轴；

所述支撑轴为四个，四个所述支撑轴分别设置在所述第一支撑件的角部位置，且每个所述支撑轴均连接在所述第一支撑件和所述第二支撑件之间；

所述导向轴为两个，两个所述导向轴分别设置在所述第一夹头机构的两侧，且每个所述导向轴均连接在所述第一支撑件和所述第二支撑件之间。

进一步地，所述第二伸缩件与所述第二夹头之间设有压力传感器。

进一步地，所述第一夹头机构还包括导向板；

所述导向板的两端分别设有导向套，两个所述导向套分别与两个所述导向轴一一对应套接；所述第一伸缩件与所述第一夹头通过所述导向板连接。

进一步地，任一个所述导向轴的顶端设有第一固定支架，所述第一固定支架上设有限位开关，所述导向板能够与所述限位开关抵接；

两个所述导向轴的底端分别设有第二固定支架和第三固定支架，所述第二固定支架上设置金属传感器，所述第三固定支架上设置线位移传感器。

进一步地，所述底座的顶部设有第一连接件，所述底座的底部设有第二连接件；

所述第一支撑件上设有第一滑槽，所述第二支撑件上设有第二滑槽；

所述第一连接件与所述第一滑槽滑动连接，所述第二连接件与所述第二滑槽滑动连接。

进一步地，所述导轨滑块组件还包括推位块；

所述推位块固定在所述第二支撑件上，且所述推位块与所述底座通过螺栓连接。

进一步地，所述滚轮组件还包括支撑板、轴承顶座、轴承座和滑块底板；所述支撑板固定在所述滑块底板上，所述滑块底板与所述丝杆滑块机构的滑块连接；

所述支撑板上设有凹槽，所述轴承座为两个，两个所述轴承座均设置在所述凹槽内，且所述轴承座能够沿所述凹槽的延伸方向滑动，且所述轴承座能够与所述支撑板固定；

所述滚轮通过轴承设置在所述轴承座和所述轴承顶座上；所述轴承顶座上的所述滚轮位于两个所述轴承座上的滚轮之间；

所述轴承顶座与所述支撑板固定连接。

进一步地，所述支撑板与所述轴承顶座之间设有垫片。

本发明提供的拉伸弯曲试验设备，包括支架组件、夹持拉伸组件、导轨滑块组件和滚轮组件；所述支架组件包括相对间隔设置的第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件位于所述第二支撑件上方；所述夹持拉伸组件包括相对设置的第一夹头机构和第二夹头机构；所述第一夹头机构包括相互连接的第一伸缩件和第一夹头，所述第一伸缩件固定在所述第一支撑件上；所述第二夹头机构包括互相连接的第二伸缩件和第二夹头，所述第二伸缩件固定在所述第二支撑件上；所述导轨滑块组件包括丝杆滑块机构和底座，所述丝杆滑块机构设置在所述底座上，所述底座分别与所述第一支撑件和所述第二支撑件滑动连接，所述底座能够沿第一方向朝向或远离所述第一夹头机构及第二夹头机构移动；所述第一夹头具有第一夹持面，所述第二夹头具有第二夹持面，所述第一夹持面与所述第二夹持面平行设置，且所述第一夹持面和所述第二夹持面分别与所述第一方向垂直设置；所述滚轮组件包括多个滚轮，多个所述滚轮均设置在所述丝杆滑块机构的滑块上；沿着由所述第一夹头机构朝向所述第二夹头机构的方向，多个所述滚轮依次设置；且每个所述滚轮均能够绕该滚轮的轴线转动。通过多个滚轮对试件施加不同于拉伸方向的作用力，同时在试件上施加拉伸力，使试件发生拉伸弯曲变形，使得试件产生远远高于现有技术中单向拉伸试验的伸长量，以更真实地反映板材在拉弯条件下的成形潜力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的拉伸弯曲试验设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的拉伸弯曲试验设备中夹持拉伸组件的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的拉伸弯曲试验设备中滚轮组件的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的拉伸弯曲试验设备的侧视图；

图5是图4的局部放大图；

图6是本发明实施例提供的拉伸弯曲试验设备中滚轮组件的剖面图；

图7是本发明实施例提供的拉伸弯曲试验设备中导轨滑块组件的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的拉伸弯曲试验设备中导轨滑块组件的局部放大图。

图标：1－支架组件；11－第一支撑件；12－第二支撑件；13－支撑轴；14－导向轴；2－夹持拉伸组件；21－第一夹头；211－第一夹持面；22－第二夹头；23－导向板；24－第一伸缩件；25－第二伸缩件；3－导轨滑块组件；31－丝杆滑块机构；311－滑块；32－底座；33－推位块；4－滚轮组件；41－支撑板；411－凹槽；42－滚轮；43－轴承顶座；44－轴承座；45－垫片；5－防护罩；6－限位开关；7－金属传感器；8－线位移传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种拉伸弯曲试验设备，下面给出多个实施例对本发明提供的拉伸弯曲试验设备进行详细描述。

本实施例提供的拉伸弯曲试验设备，如图1至图8所示，包括支架组件1、夹持拉伸组件2、导轨滑块组件3和滚轮组件4；支架组件1包括相对间隔设置的第一支撑件11和第二支撑件12，第一支撑件11位于第二支撑件12上方；夹持拉伸组件2包括相对设置的第一夹头机构和第二夹头机构；第一夹头机构包括相互连接的第一伸缩件24和第一夹头21，第一伸缩件24固定在第一支撑件11上；第二夹头机构包括互相连接的第二伸缩件25和第二夹头22，第二伸缩件25固定在第二支撑件12上；

导轨滑块组件3包括丝杆滑块机构31和底座32，丝杆滑块机构31设置在底座32上，底座32分别与第一支撑件11和第二支撑件12滑动连接，底座32能够沿第一方向朝向或远离第一夹头机构及第二夹头机构移动；

第一夹头21具有第一夹持面211，第二夹头22具有第二夹持面，第一夹持面211与第二夹持面平行设置，且第一夹持面和第二夹持面分别与第一方向垂直设置；其中，术语“第一方向”是指图4中ab箭头所指的方向。

滚轮组件4包括支撑板41及多个滚轮42，多个滚轮42均设置在支撑板41上；支撑板41设置在丝杆滑块机构31的滑块311上，沿着由第一夹头机构朝向第二夹头机构的方向，多个滚轮42依次设置；且每个滚轮42均能够绕该滚轮42的轴线转动。

本实施例中，第一支撑件11和第二支撑件12沿竖直方向相对间隔设置，第一支撑件11和第二支撑件12可以为板状，也可以为支撑台架等任意适合的形式。

第一伸缩件24和第二伸缩件25均能够沿竖直方向伸缩，第一伸缩件24和第二伸缩件25可以为液压缸，也可以为气缸或电缸等任意适合的形式。通过调节第一伸缩件24和第二伸缩件25的伸缩量，能够适应不同长度的试件。

丝杠滑块机构的滑块311能够沿竖直方向升降，从而带动滚轮组件4在竖直方向升降。底座32能够沿水平方向朝向或远离第一夹头机构及第二夹头机构移动，从而带动滚轮组件4在水平方向上朝向或远离第一夹头机构及第二夹头机构移动。

每个滚轮42的轴向沿水平方向设置，多个滚轮42沿竖直方向依次设置在第一夹头机构和第二夹头机构之间。

通过多个滚轮42对试件施加不同于拉伸方向的作用力，同时第一夹头21和第二夹头22在试件上施加拉伸力，使试件发生拉伸弯曲变形，使得试件产生远远高于现有技术中单向拉伸试验的伸长量，以更真实地反映板材在拉弯条件下的成形潜力。

进一步地，支架组件1还包括支撑轴13和导向轴14；支撑轴13为四个，四个支撑轴13分别设置在第一支撑件11的角部位置，且每个支撑轴13均连接在第一支撑件11和第二支撑件12之间；导向轴14为两个，两个导向轴14分别设置在第一夹头机构的两侧，且每个导向轴14均连接在第一支撑件11和所述第二支撑件12之间。

具体地，第二支撑件12为焊接台架，焊接台架利用方形钢管整体焊接而成，结构稳定。焊接台架的台面采用数控铣工艺制成，表面的粗糙度较低。

第二支撑件12的底部可以设置地脚，地脚为四个，四个底脚分别设置在第二支撑件12的底部的角部位置，地脚可以调节第二支撑件12的高度及水平度。

焊接台架的上表面上设置中心孔，第二伸缩件25为液压缸，液压缸的缸体伸入中心孔。

焊接台架的上表面的四个角部位置还设有第一定位孔，第一定位孔为盲孔。第一定位孔中设置第一定位套，支撑轴13与第一定位套插接。第一定位套的底部设置多个螺栓，多个螺栓沿第一定位套的周向间隔设置，第一定位孔的底面上设置多个螺母，多个螺母沿第一定位孔的周向间隔设置，螺栓和螺母配合连接，能够调整第一定位套的高度和同轴度。支撑轴13与第一定位套间隙配合，可以利用第一定位套的侧壁上的螺栓的伸出量调节支撑轴13的垂直度。支撑轴13的顶端与第一支撑件11通过螺母锁紧。

焊接台架的上表面位于中心孔两侧的区域还设有第二定位孔，第二定位孔用于安装导向轴14。导向轴14与支撑轴13安装方式相似，此处不再赘述。

焊接台架的上表面上还设有多个t型螺母槽，t型螺母槽用于与底座32滑动连接。

支撑轴13由镀铬钢制成，具有耐生锈、精度高及强度高的特点。

第一支撑件11为焊接横梁，焊接横梁的上表面上设有中心孔，第一伸缩件24为液压缸，液压缸的缸体通过中心孔伸出焊接横梁的上表面。焊接横梁的侧壁上设有螺纹孔，用于安装防护罩5。防护罩5罩设在焊接横梁上，且第一伸缩件24位于防护罩5内。焊接横梁的下表面上设有多个滑槽，滑槽用于与底座32滑动连接。

进一步地，第二伸缩件25与第二夹头22之间设有压力传感器。通过压力传感器，可以获取第二夹头22对试件施加的拉力。压力传感器将获取的压力信号传输至拉伸弯曲试验设备的控制系统。

具体地，第二伸缩件25与压力传感器采用法兰连接，拆卸简单，能够方便更换维修和保养。

进一步地，第一夹头机构还包括导向板23；导向板23的两端分别设有导向套，两个导向套分别与两个导向轴14一一对应套接；第一伸缩件24与第一夹头21通过导向板23连接。

导向板23采用焊接精密加工，上述连接装配方式，提高了拉伸精度和导向精度，减少了滑动的摩擦力，提高了数据的准确性。

进一步地，任一个导向轴14的顶端设有第一固定支架，第一固定支架上设有限位开关6，导向板23能够与限位开关6抵接；两个导向轴14的底端分别设有第二固定支架和第三固定支架，第二固定支架上设置金属传感器7，第三固定支架上设置线位移传感器8。

当第一伸缩件24超过限定位置，导向板23能够与限位开关6接触，使第一伸缩件24不超过限定位置，保证实验安全。

当滚轮组件4向上移动至滚轮组件4中的金属试件接近金属传感器7时，金属传感器7反馈信号，使丝杆滑块机构31的伺服电机反向旋转，滚轮组件4向下移动，反之亦然，从而实现滚轮组件4沿竖直方向往复运动。

进一步地，底座32的顶部设有第一连接件，底座32的底部设有第二连接件；第一支撑件11上设有第一滑槽，第二支撑件12上设有第二滑槽；第一连接件与第一滑槽滑动连接，第二连接件与第二滑槽滑动连接。

底座32以方形钢管为焊接基础，底座32上焊有连接板和加强筋，使底座32的强度和结构应力能够满足侧向推力要求。

其中，第一连接件可以为螺栓，第二连接件可以为t型螺母。

底座32相对于第一支撑件11和第二支撑件12移动至适合的位置后，底座32通过螺栓分别与第一支撑件11和第二支撑件12连接。在螺栓松开后，底座32可以相对于第一支撑件11和第二支撑件12滑动，以调节底座32在水平方向上相对于第一支撑件11和第二支撑件12的位置，便于调节滚轮42与试件之间的距离。

进一步地，导轨滑块组件3还包括推位块33；推位块33固定在第二支撑件12上，且推位块33与底座32通过螺栓连接。

在底座32与第一支撑件11和第二支撑件12松开后，可以通过推位块33调节底座32在水平方向上相对于第一支撑件11和第二支撑件12的位置。

进一步地，滚轮组件4还包括支撑板41、轴承顶座43、轴承座44和滑块底板；支撑板41固定在滑块底板上，滑块底板与丝杆滑块机构31的滑块311连接；支撑板41上设有凹槽411，轴承座44为两个，两个轴承座44均设置在凹槽411内，且轴承座44能够沿凹槽411的延伸方向滑动，且轴承座44能够与支撑板41固定；滚轮42通过轴承设置在轴承座44和轴承顶座43上；轴承顶座43上的滚轮42位于两个轴承座44上的滚轮42之间；轴承顶座43与支撑板41固定连接。

其中，凹槽411的延伸方向沿竖直方向设置。轴承座44设置在凹槽411中，能够保证轴承座44上下调节的精度，还能够保证轴承座44的侧向推力强度。在轴承座44移动至适合的位置后，轴承座44通过螺栓与支撑板41固定。

进一步地，支撑板41与轴承顶座43之间设有垫片45。通过加减垫片45能够调节轴承顶座43上滚轮42的压入量。

本实施例提供的拉伸弯曲试验设备，通过多个滚轮42对试件施加不同于拉伸方向的作用力，同时在试件上施加拉伸力，使试件发生拉伸弯曲变形，使得试件产生远远高于传统标准单向拉伸试验的伸长量，以更真实地反馈板材在拉弯条件下的成形潜力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。