金属材料力学测试装置的制作方法

1.本发明属于金属材料检测相关技术领域，尤其涉及一种金属材料力学测试装置。


背景技术：

2.金属材料力学测试通常是为了确定各构件或机械零件在承受一定的载荷或机械传递运动时，还能正常工作。一般来说主要针对金属材料的强度、刚度和稳定性这三方面的性能，这三方面的性能有时统称为“强度要求”。
3.目前，金属材料力学测试装置已经十分成熟，大多包括承载机构、固定机构、加压机构和观察机构，通过将金属材料放置于承载机构上通过固定机构进行固定，再通过加压机构施加压力，最后通过观察机构进行观察，从而得出金属材料的力学性能。
4.但是上述装置中成本较高，在实际应用时，对于小企业公司以及教学机构来说，无法满足使用条件，而针对其他金属材料力学测试装置，则还存在一定的缺陷，即测试结束后，需要通过人工对金属材料的尺寸进行测量，存在一定的不准确性，并且无法对不同尺寸的金属材料测试件进行固定，因此有待改善。


技术实现要素：

5.本发明实施例的目的在于提供一种金属材料力学测试装置，旨在解决现有金属材料力学测试装置测试结束后，需要通过人工对金属材料的尺寸进行测量，存在一定不准确性，并且无法对不同尺寸的金属材料测试件进行固定的问题。
6.本发明实施例是这样实现的，一种金属材料力学测试装置的结构示意图，所述装置包括承载机构、和加压机构，所述承载机构包括：承载台，所述承载台设置有通槽供测试件通过；支架，所述支架固定于所述承载台上；支撑板，所述支撑板滑动设置于所述承载台两端，所述支撑板的数量共两个且对称分布，所述支撑板靠近所述承载台的一端延伸至所述通槽内，所述支撑板用于支撑测试件；以及驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述支撑板；所述装置还包括：辅助支撑机构，所述辅助支撑机构固定于所述支撑板延伸至所述通槽内一端且远离处于远离所述加压机构一侧；自适应定位机构，所述自适应定位机构用于定位测试件形变位置，所述自适应定位机构包括动滑动设置于两个所述辅助支撑机构上的伸缩组件，所述伸缩组件用于对所述自适应定位机构进行导向定位；以及测量组件，所述测量组件设置于所述辅助支撑机构上，所述测量组件用于测量所述自适应定位机构移动路程。
7.优选地，所述支架包括：
第二支架，所述第二支架固定于所述承载台一侧，所述第二支架用于支撑所述承载台；以及第一支架，所述第一支架固定于所述承载台远离所述第二支架一侧，所述第一支架用于支撑所述加压机构。
8.所述加压机构包括：加压头，所述加压头用于对测试件加压；升降件，所述升降件安装于所述第一支架上，所述升降件与所述加压头连接且用于驱动其升降；以及导向组件，所述导向组件与所述加压头、第一支架连接，所述导向组件用于对所述加压头进行导向。
9.优选地，所述导向组件包括：第一连接件，所述第一连接件对称固定于所述加压头两侧；以及第一滑动件，所述第一滑动件滑动设置于所述第一支架上，所述第一滑动件与所述第一连接件固定连接。
10.优选地，所述自适应定位机构还包括：基座，所述基座上设置有用于固定测试件的吸附件，所述基座抵接于测试件；以及定位组件，所述定位组件设置于所述辅助支撑机构上，所述定位组件用于对所述基座定位。
11.优选地，所述定位组件包括：固定架，所述固定架固定于所述辅助支撑机构上且处于所述基座远离所述第一支架一侧；以及弹性支撑组件，所述弹性支撑组件具有弹性势能可沿着所述基座移动方向伸缩。
12.优选地，所述弹性支撑组件包括：滑套，所述滑套固定于所述固定架上；滑杆，所述滑杆与所述滑套固定连接；以及缓冲垫板，所述缓冲垫板固定于所述滑杆远离所述滑套的一端；所述滑杆位于所述滑套端面与所述缓冲垫板之间的位置套设有弹性件。
13.优选地，所伸缩组件包括：滑块，所述滑块与所述基座滑动连接；第二连接件，所述第二连接件嵌套于所述基座内与所述滑块固定连接，所述第二连接件外径小于所述滑块；以及第二滑动件，所述第二滑动件滑动设置于所述辅助支撑机构上，所述第二滑动件与所述第二连接件固定连接。
14.优选地，所述测量组件包括刻度段，所述刻度段沿着所述自适应定位机构移动方向布设于所述所述辅助支撑机构上。
15.优选地，所述辅助支撑机构包括：支撑架，所述支撑架与所述支撑板垂直分布且与其固定连接；以及滑动组件，所述滑动组件设置于所述支撑架远离所述支撑板一端与所述第一支架之间，所述滑动组件用于辅助所述支撑架沿着所述第一支架移动。
16.本发明实施例提供的一种金属材料力学测试装置，通过设置支撑板、驱动机构、自适应定位机构和测量组件，通过加压机构对测试件进行加压，测试件发生形变从而带动所述自适应定位机构向着远离所述加压机构的方向移动，所述自适应定位机构移动的过程中，通过所述测量组件可以准确得出测试件形变的数据，进而解决了测试完再进行测量，数据不准确的问题。
附图说明
17.图1为本发明实施例提供的一种金属材料力学测试装置的结构示意图；图2为图1的a处放大图；图3为图1的b处放大图；图4为图1的c处放大图；图5为图1的d处放大图；图6为本发明实施例提供的一种金属材料力学测试装置中支撑架的立体图结构图。
18.附图中：1、第二支架；2、承载台；3、第一支架；4、气缸；5、加压头；6、第一连接件；7、第一滑动件；8、通槽；9、支撑板；10、支撑架；11、刻度段；12、踮脚；13、滚轮；14、导轨；15、测试件；16、基座；17、吸附件；18、滑槽；19、滑块；20、第二连接件；21、第二滑动件；22、缓冲垫板；23、滑杆；24、弹性件；25、滑套；26、固定架；27、第三连接件；28、驱动螺套；29、驱动轴；30、螺杆部；31、加强板；32、从动锥齿轮；33、驱动锥齿轮；34、连接轴；35、驱动电机；36、第一横杆；37、第二横杆。
具体实施方式
19.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
21.如图1所示，为本发明一个实施例提供的一种金属材料力学测试装置的结构示意图，所述装置包括承载机构和加压机构，所述承载机构包括：承载台2，所述承载台2设置有通槽8供测试件15通过；支架，所述支架固定于所述承载台2上；支撑板9，所述支撑板9滑动设置于所述承载台2两端，所述支撑板9靠近所述承载台2的一端延伸至所述通槽8内，所述支撑板9用于支撑测试件15；以及驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述支撑板9；所述装置还包括：辅助支撑机构，所述辅助支撑机构固定于所述支撑板9延伸至所述通槽内一端且且远离处于远离所述加压机构一侧；自适应定位机构，所述自适应定位机构设置于测试件远离所述第一支架3的一侧，所述自适应定位机构用于定位测试件15形变位置，所述自适应定位机构包括动设置于两个所述辅助支撑机构上的伸缩组件，所述伸缩组件用于对所述自适应定位机构进行导向定
位；以及测量组件，所述测量组件设置于所述辅助支撑机构上，所述测量组件用于测量所述自适应定位机构移动路程。
22.在本发明实施例中，通过加压机构对测试件15进行加压，测试件15发生形变从而带动所述自适应定位机构向着远离所述加压机构的方向移动，所述自适应定位机构移动的过程中，通过所述测量组件可以准确得出测试件15形变的数据，进而解决了测试完在进行测量，数据不准确的问题；并且，通过设置两个所述支撑板9还可以对不同宽度、长度、面积的测试件15进行测试，测试范围更加宽广，提高了所述装置测试范围。
23.具体来说，此处所述支架包括：第二支架1，所述第二支架1固定于所述承载台2一侧，所述第二支架1用于支撑所述承载台2；以及第一支架3，所述第一支架3固定于所述承载台2远离所述第二支架1一侧，所述第一支架3用于支撑所述加压机构。
24.在本实施例的一种情况中，所述固定机构可以为图1所示的穿过测试件15与所述支撑板9螺纹连接的紧固螺栓，也可以为其他紧固件。
25.在本实施例的一种情况中，所述加压机构包括：加压头5，所述加压头5用于对测试件15加压；升降件，所述升降件安装于所述第一支架3上，所述升降件与所述加压头5连接且用于驱动其升降；以及导向组件，所述导向组件与所述加压头5、第一支架3连接，所述导向组件用于对所述加压头5进行导向。
26.需要声明的是，所述升降件不仅可以为图1中所示的气缸4，还可以液压缸，只需要满足具有一定的升降压力即可；另外，所述加压机构属于现有技术中常用的结构，本情况中仅仅是一种优选方案，能够更加稳定的进行加压，避免压力方向出现偏移。
27.具体来说，所述导向组件包括：第一连接件6，所述第一连接件6对称固定于所述加压头5两侧；以及第一滑动件7，所述第一滑动件7滑动设置于所述第一支架3上，所述第一滑动件7与所述第一连接件6固定连接。
28.通过所述第一支架3为基准，以所述第一连接件6、第一滑动件7为连接部分，是使得所述加压头5移动方向不发生倾斜，起到一个导向的作用，此处所述第一连接件6可以为连接杆，此处所述第一滑动件7可以为滑座，只需要满足实用功能即可。
29.如图1、图2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述自适应定位机构还包括：基座16，所述基座16设置有用于固定测试件的吸附件17，所述基座16抵接于测试件；以及定位组件，所述定位组件设置于所述辅助支撑机构上，所述定位组件用于对所述基座16定位。
30.在本发明实施例中，所述吸附件17可以为磁石，测试件15为金属材质，磁石对大部分的金属材料都具有吸附作用，通过利用测试件15本身的物理特性对其进行自适应固定的效果，而在不进行测试的时候，可以通过所述定位组件对所述基座16进行支撑定位，所述吸
附件17还可以为魔术贴，具有一定的粘性即可，此处只需要满足吸所述附件17可以对测试件15进行吸附固定即可。
31.需要声明的是，所述定位组件的作用在图1中所示，仅仅是为了使得所述基座16在不吸附测试件15时，具有一定的支撑位置即可，可以为固定的支撑杆、也可以为支撑块。
32.如图1、图3所示，在本实施例的一种情况中，所述定位组件包括：固定架26，所述固定架26固定于所述辅助支撑机构上且处于所述基座16远离所述第一支架3一侧；以及弹性支撑组件，所述弹性支撑组件具有弹性势能可沿着所述基座16移动方向伸缩。
33.在本实施例中，通过弹性支撑组件的弹性势能，可以使得所述基座16在测试件15测试完毕后，对所述基座16进行一个势能缓冲。
34.如图3所示，具体来说，所述弹性支撑组件包括：滑套25，所述滑套25固定于所述固定架26上；滑杆23，所述滑杆23与所述滑套25固定连接；以及缓冲垫板22，所述缓冲垫板22固定于所述滑杆23远离所述滑套25的一端；所述滑杆23位于所述滑套25端面与所述缓冲垫板22之间的位置套设有弹性件24。
35.所述弹性件24不仅可以为图3中所示的弹簧，还可以为尼龙伸缩管、弹性套等具有弹性的部件，此处仅仅是优选方案。
36.在本情况中，当对测试件15测试完毕后，取下测试件15，所述基座16在重力作用下向下移动，所述基座16落于所述缓冲垫板22上进行定位，通过所述弹性件24的弹力对冲击势能进行缓冲。
37.如图1、图2所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述伸缩组件包括：滑块19，所述滑块19与所述基座16滑动连接；第二连接件20，所述第二连接件20嵌套于所述基座16内与所述滑块19固定连接，所述第二连接件20外径小于所述滑块19；以及第二滑动件21，所述第二滑动件21滑动设置于所述辅助支撑机构上，所述第二滑动件21与所述第二连接件20固定连接。
38.在本发明实施例中，当所述支撑板9移动时，所述第二滑动件21、第二连接件20带动所述滑块19沿着所述基座16滑动，从而可以使得所述支撑板9的移动不影响所述基座16，并且能对所述基座16进行导向。
39.还需要声明的是，本实施例仅仅一种优选方案，比如所述伸缩组件仅仅只需要包括滑动件以及与滑动件滑动连接配合的连接件，所述连接件与所述基座16固定连接。
40.另外，所述基座16设置有与两个所述滑块19配合的滑槽18，通过所述滑槽18可以对两个所述滑块19进行限位，避免所述滑块19脱离所述基座16。
41.如图1所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述测量组件包括刻度段11，所述刻度段11沿着所述自适应定位机构移动方向布设于所述所述辅助支撑机构上。
42.在本发明实施例中，通过此设置，可以直观的进行数据收集，只需要通过记录所述自适应定位机构位移的距离，就可以得出测试件15的在投影面上的形变长度，避免了时候测试，出现测试件15发生复原的情况。
43.具体来说，所述刻度段11的最低测量单位可以根据实际需求进行设计，比如测试件15较小时，可以将所述刻度段11的最低测量单位设置为毫米级以下；另外，所述刻度段即可以直接将刻度设置在所述辅助支撑机构上，也可以直接为安装于所述辅助支撑机构上刻度尺，此处不加以限制。
44.如图1所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述辅助支撑机构包括：支撑架10，所述支撑架10与所述支撑板9垂直分布且与其固定连接；以及滑动组件，所述滑动组件设置于所述支撑架10远离所述支撑板9一端与所述第一支架3之间，所述滑动组件用于辅助所述支撑架10沿着所述第一支架3移动。
45.在本发明实施例中，通过所述支撑架10、滑动组件可以使得所述支撑板9对测试件15进行一个更稳定的支撑，并且通过滑动组件还可以方便进行移动。
46.需要声明的是，所述辅助支撑机构的具体方案并不唯一，只需要满足对所述支撑板9进行支撑并且能随着所示支撑板9移动即可，比如支撑腿、转动设置的齿轮和齿条配合即可完成。
47.在本实施例的一种情况中，所述滑动组件包括：踮脚12，所述踮脚12固定于所述支撑架10上；滚轮13，所述滚轮13转动设置于所述踮脚12上；以及导轨14，所述导轨14安装于所述第一支架3上且与所述滚轮13活动连接。
48.具体来说，如图4中所示，所述滚轮13通过支架安装于所述踮脚12上，所述支撑架10跟随所述支撑板9移动的过程中，所述支撑架10带动所述滚轮13沿着所述导轨14滚动，通过此设置，可以降低所述支撑架10移动过程中所述滚轮13与所述导轨14之间的摩擦阻力。
49.需要声明的是，所述滑动组件的具体方案并不唯一，常规的比如移动轮，本方案仅仅是一种优选方案，移动较为稳固，且部件属于常规部件。
50.在本实施例的一种情况中，如图5所示，所述支撑架10的数量共为两个且通过第二横杆37连接，两个所述支撑架10中部通过所述第一横杆36固定，其中，具体来说所述支撑架10用于与所述滑动组件配合，所述第一横杆36用于与所述定位组件配合。
51.如图所1示，作为本发明的另一种优选实施例，所述驱动机构包括：第三连接件27，所述第三连接件27与所述支撑板9远离所述承载台2的一端垂直分布且与其固定连接；驱动螺套28，所述驱动螺套28固定设置于所述第三连接件27远离所述支撑板9的一端；以及驱动轴29，所述驱动轴29设置有与所述驱动螺套28螺纹配合的螺杆部30；两个所述驱动轴29的螺杆部30旋向相反，两个所述驱动轴29均连接有驱动其转动的动力组件。
52.在本发明实施例中，通过所述动力组件驱动两个所述驱动轴29转动，两个所述驱动轴29分别驱动对应的所述驱动螺套28沿着相反的移动从而拉近或拉开彼此的距离，从而通过所述第三连接件27调节两个所述支撑板9之间的距离，进而可以对不同尺寸的测试件15进行支撑，又不影响测试其形变性能。
53.需要声明的是，所述驱动机构也可以直接为驱动电机，只不过此种驱动方案，成本较大。
54.在本实施例的一种情况中，所述第二支架3固定连接有与所述驱动轴29转动连接的加强板31，通过所述加强板31可以加强结构强度，避免所述驱动轴29下坠。
55.如图5所示，在本实施例的一种情况中，所述动力组件包括：从动锥齿轮32，所述从动锥齿轮32安装于所述驱动轴29上；驱动锥齿轮33，所述驱动锥齿轮33与两个所述从动锥齿轮32啮合连接；以及连接轴34，所述连接轴34固定于所述驱动锥齿轮33轴心；所述连接轴34固定连接有驱动其转动的驱动电机35。
56.通过所述驱动电机35带动所述连接轴34转动，所述连接轴34通过所述连接轴34、第一支架3带动两个所述驱动轴29转动，两个所述驱动轴29驱动所述两个驱动螺套28沿着相反的移动从而拉近或拉开彼此的距离，从而通过所述第三连接件27调节两个所述支撑板9之间的距离。
57.所述动力组件并不唯一，比如涡轮、蜗杆的配合，本方案的优点在于动力传递更加稳定。
58.需要声明的是，此处所述支撑板9还可以拉动测试件15从而进行拉伸测试。
59.本发明上述实施例中提供了一种金属材料力学测试装置，通过设置支撑板9、驱动机构、自适应定位机构和测量组件，达到了在测试结束后可以立刻得出测试件15的形变数据，进而解决了测试完在进行测量，数据不准确的问题。
60.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。