动态监测弯曲角度的支辊式试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种材料弯曲试验试验装置，具体涉及一种可动态监测试样弯曲角度的支辊式弯曲试验装置。
【背景技术】
[0002]弯曲试验是以圆形、方形、矩形或多边形横截面试样在弯曲装置上经受弯曲塑性变形，不改变加力方向，直至达到规定弯曲角度的一种监测材料弯曲塑性的试验。弯曲试验时，试样两臂的轴线保持在垂直于弯曲轴的平面内。若为弯曲180°角的试验，按要求将试样弯曲至两臂相距规定距离且相互平行或两臂直接接触。弯曲试验主要用来检验材料在经受弯曲负荷作用时的力学性能，生产应用中常用弯曲试验来评定材料承受弯曲塑性变形的能力，是质量控制和应用设计的重要参考指标。目前，材料试验机上使用的弯曲装置大多数为配有两个支辊和一个弯曲压头的支辊式弯曲装置，此类试验夹具通常分为基座和弯曲压头中心轴两部分，分别与试验机的试验台和横梁通过销钉连接。该方法的特点是:试样放置于水平等高、两规定间距的支辊上，支辊长度大于试样宽度或直径;支辊间距为2.5倍试样厚度或直径与弯曲弯曲压头中心轴直径之和，弯曲弯曲压头中心轴直径由试样厚度和相关试样标准规定，弯曲试验检验的材料指标通常是弯曲强度或弯曲规定角度后试样弯曲外表面形貌特征。为达到规定弯曲角度，现行的方法通常是使用国家标准推荐的，由支辊间距和需要弯曲的角度通过几何关系计算出弯曲压头中心轴位移量，再转换为设备提供的横梁位移量作为弯曲压头中心轴位移，间接表征出弯曲试验角度。由此方法实现试样规定角度试验存在的不足是显而易见的，主要是:
1、试验弯曲角度误差大。设备横梁位移量是设备横梁位移传感器针对横梁位移的监控指标，而弯曲试验间接表征试验弯曲角度所需位移量是弯曲弯曲压头中心轴与试样表面接触点实际位移量，位移传感器所测数据难以精确表征；随着试验的进行，试样逐渐发生弯曲，会对弯曲装置两支辊施加向外张力，有时会使支辊发生轻微的滑移，最后导致试样实际弯曲角度变小，难以达到预期试验考核目的；
2、回弹难以控制。不同性质的材料其抗弯曲变形以及回弹的能力不同，在试验完成后，均会发生不同程度的回弹，使得最终弯曲角度和理论计算角度不一致；
3、反复施加试验力。实际试验过程中，因各方面的因素影响，往往无法一次完成试验，需要反复施加试验力，同时还需要根据测量的上一次残余弯曲角度进行试验位移调整，整个试验过程较长；
4、试样厚度影响无法控制。弯曲试验过程中，试样的弯曲部分在外力的作用下不仅会发生弯曲变形，在厚度方向上也会发生变形，即厚度变薄。不同材料或厚度的变化无法在试验前进行精确的计算，这也将导致试样的角度变化无法精确控制。
【发明内容】
[0003]为解决现有支辊式弯曲试验夹具的不足，本发明提供一种动态测量精度高，结构简单、操作便捷，可以在试验过程中动态、实时监测试样实际弯曲角度，精确控制试样试验过程的支辊式弯曲试验装置。
[0004]实现本发明解决其技术问题的技术方案是:一种动态监测弯曲角度的支辊式试验装置，包括现有技术采用结构形式的支辊式弯曲试验装置本体，其特征在于，在所述支辊式弯曲试验装置本体基座2后侧的纵向面上，固联有动态监测弯曲试验件弯曲角度的角度测量监测装置，所述角度测量监测装置包括U型支架12、指针组件、导杆18、导杆座21和导套22，其中，角度刻度板10通过背板上固定的两平行导杆18固联在所述基座2的后侧平面上，指针组件通过角度刻度板10刻线中心，活动连接在支辊式弯曲试验装置本体弯曲压头8的后端尾部，通过卡环11连接在所述角度刻度板10背板的U型支架12上，指针杆13通过其上垂直固联的指针延伸杆14连接滚轮17组成指针组件，滚轮17与试样7表面相接触，试验时，使指针指示角度与试样7的弯曲角度始终保持一致，当试样7在所述弯曲压头8试验力的作用下发生弯曲时带动滚轮17旋转，滚轮17将旋转动作传递给指针杆13，通过针尖15将试样7的弯曲角度指示在角度刻度板10上。试验操作人员只需要将角度读数读出即能反应出试样7此时的弯曲角度。
[0005]本发明相比于现有技术具有如下有益效果:
1.动态测量精度高。本发明角在传统的支辊式弯曲夹具的基础上增加保证角度测量指针与试样同步移动的角度测量装置，实现试验过程中的动态实时监测功能。采用度刻度板10通过背板上固定的两平行导杆18固联在所述基座2的后侧平面上，指针组件通过角度刻度板10刻线中心，活动连接在支辊式弯曲试验装置本体弯曲压头8的后端尾部，通过卡环11连接在所述角度刻度板10背板的U型支架12上，指针杆13通过其上垂直固联的指针延伸杆14连接滚轮17组成指针组件，实现了弯曲试验过程中试样实际弯曲角度的动态、精确、实时的监测和测量。
[0006]本发明在角度刻度板与试样表面调平之后，通过试样表面位置的变化带动指针的实时变化来指示试样的实际弯曲角度，实现了试样弯曲角度的动态、精确和实时监测。解决了现有技术由于受结构的限制，达不到180°角弯曲试验的要求，没有角度指示功能，也不能消除因制造带来的两弯曲支点的不等高问题。
[0007]2.结构简单、操作便捷。本发明采用滚轮17与试样7表面相接触，试验时，使指针指示角度与试样7的弯曲角度始终保持一致，当试样7在所述弯曲压头8试验力的作用下发生弯曲时带动滚轮17旋转，滚轮17将旋转动作传递给指针杆13，通过针尖15将试样7的弯曲角度指示在角度刻度板10上。通过指针和滚轮接触弯曲试样上表面，再调整刻度盘高度至指针初始位置为零位。试验过程中，试样将带动指针进行旋转，实现弯曲角度的动态测量，整个装置结构简单。弯曲过程中无需人为干预和操作，弯曲角度直接可以在角度刻度板上读出，操作便捷。可以在试验过程中动态、实时监测试样实际弯曲角度，精确控制试样试验过程。
【附图说明】
[0008]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0009]图1是本发明动态监测弯曲角度支辊式弯曲试验装置结构示意图。
[0010]图2是图1的后视图。[0011 ]图中:I下连接杆，2基座，3弯曲压头中心轴，4支座，5固定块，6支撑轴，7试样，8弯曲压头，9上连接杆，10角度刻度板，11卡环，12U型支架，13指针杆，14指针延伸杆，15针尖，16支撑凸台，17滚轮，18导杆，19固定螺栓，20螺母，21导杆座，22导套。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，本发明所公开的动态监测弯曲角度的支辊式试验装置由弯曲装置部分和角度测量装置部分组成。支辊式弯曲试验装置完成试样在弯曲试验时所需要的支撑和试验力的施加。支辊式弯曲装置主要包括下连接杆1、基座2、弯曲压头中心轴3、支座4、固定块5、支撑轴6、弯曲压头8和上连接杆9，其中，固联在基座2底部平面上的下连接杆I和固联在弯曲压头8上部平面上的连接杆9都是带有一个销钉孔的光滑表面圆棒，其主要作用是通过销钉实现与试验机的试验台和横梁连接，实现试验机的力值和位移能够刚性的传递给弯曲试验装置和试样。基座2为梯形体，具有满足试验所需求的刚性。基座2的纵向面为具有满足试验所需求的刚性的梯形体，在纵向方向上制有倒T形槽，倒T形上表面开口槽为梯形开口槽，在纵向上平面与侧平面的相交平面上，刻制有观察其上滑动连接支座4移动距离的刻线标尺，主要作用是作为支座4支辊间距调整的度量标尺。支座4分为两个结构相同，左右对称，沿基座2刚体纵向轴线倒T形槽滑动固定的支撑体。支座4的底面制有沿基座2纵向倒T梯形开口槽滑动的梯形凸台滑块，凸台滑块的大小与基座2的纵向倒T形槽的梯形槽开口基本一致，以保证支座4能够在基座2梯形开口槽中滑动，避免支座沿梯形开口槽垂直方向的滑动。在支座4的向下交接底部的延伸平面上，制有螺栓紧固孔，螺栓19通过该螺栓紧固孔将支座4固定在基座2梯形槽中，并用螺母20背紧，实现支座4的固定。
[0013]两臂相互平行的两支辊支座4，向上延伸的内侧顶部制有一个用于放置支撑轴6的半圆形槽，支撑轴6通过所述半圆形槽，由两端连接的固定块5固定，试样7在弯曲时被放置在该支撑轴6上，并保证试样与支撑轴6的轴线垂直。支辊式弯曲装置部分的弯曲压头8为具有足够刚性的T型结构体，在弯曲压头8的T型上端平面制有上连接杆9，下方T型部末端制有连接弯曲压头中心轴3的半圆形槽，弯曲压头中心轴3通过该弯曲压头中心轴3由与上述形状相同的固定块5刚性固定。弯曲压头中心轴3的规格可调，根据相关材料标准或工业规程要求选取合适的弯曲压头中心轴3规格。