一种高速拉伸试验装置的制作方法

1.本发明涉及一种材料测试领域，尤其涉及一种高速拉伸试验装置。


背景技术：

2.高速拉伸试验机主要是用来检测或研究材料在动态载荷作用下的力学性能，目前世界上大多数采用基于液压动力的高速拉伸试验装置，国内高速拉伸设备当前以进口为主，设备构造复杂，价格昂贵，且对试验人员的要求高，一般最高拉伸速度是20m/s,由于试验时间极短，一般到最高速度以后的加载速度都不太好控制，目前也有一些使用热力机或电磁力来提供拉伸动力的高速拉伸方案，但这些方案一般无法对加载后的动力进行快速切断，存在安全隐患，随着科学技术的发展以及新材料的广泛应用，更快更安全的拉伸测试愈发重要，虽然电子式试验机已经运用到了各种材料测试的的非高速场合，但在高速拉伸这一领域暂时还没有合适的可供量产的方案，这就迫切需要我们对高速拉伸试验装置进行研究，研究出一种使用成熟技术的电子式高速拉伸试验装置，可以实现比较高的速度，且维护保养简单方便，成本低。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种高速拉伸试验装置，以解决现有液压式高速拉伸试验机构造复杂、价格昂贵、对试验人员要求高、高速加载后的速度不好控制以及及进口高速拉伸试验装置有技术限制等问题，本装置采用电机作为动力源，通过特殊的机械和离合功能机构，可以在短时间内将电能转换为对试样的拉伸动能，可以及时切断动力输出，还实现了对试样两端同步供力和使试样两端同时移动，利用某些电机的同步特性可以实现更好的高速速度一致性，通过采用不同的硬件配置可以实现更高的加载速度，配上合适的工装后，可实现高速拉伸、高速压缩、高速冲击或者高速弯曲等试验功能。
4.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现的：一种高速拉伸试验装置，是由底板(1)、支撑固定件(2)、主动轮支撑板(3)、动力支撑板导向杆(4)、试验支撑平台(5)、动力支撑板升降单元(6)、下离合单元(7)、上离合单元(8)、动力支撑板(9)、直线轴承(10)、高速拉伸夹具(11)、试样(12)、横梁行程限位单元(13)、横梁行程终端限位块(14)、顶梁(15)、试验导向光杆(16)、试验滚珠丝杆(17)、驱动单元(18)、上横梁(19)、力传感器(20)、应变测量单元(21)、下横梁(22)、横梁行程调整单元(23)、主动轮(24)、从动轮(25)、主动轮支撑板定位件(26)、主动轮支撑板升降单元(27)、主动轮支撑板导向杆(28)和脚杯(29)构成，其特征在于：脚杯(29)和支撑固定件(2)与底板(1)相连，动力支撑板导向杆(4)与底板(1)或试验支撑平台(5)相连，动力支撑板升降单元(6)与试验支撑平台(5)或者底板(1)相连，试验支撑平台(5)与支撑固定件(2)相连，下离合单元(7)与试验支撑平台(5)相连，下离合单元(7)与主动轮支撑板(3)相连，上离合单元(8)和驱动单元(18)与动力支撑板(9)相连，直线轴承(10)与动力支撑板(9)相连，横梁行程限位单元(13)与动力支撑板(9)和横梁行程终端限位块(14)相连，试验导向光杆(16)与试验支撑平台(5)或者底板(1)相连，
顶梁(15)与试验导向光杆(16)相连，试验滚珠丝杆(17)与试验支撑平台(5)或者底板(1)相连，试验滚珠丝杆(17)与顶梁(15)相连，上横梁(19)与试验导向光杆(16)和试验滚珠丝杆(17)相连，下横梁(22)与试验导向光杆(16)和试验滚珠丝杆(17)相连，力传感器(20)与上横梁(19)或者下横梁(22)相连，力传感器(20)与高速拉伸夹具(11)相连，高速拉伸夹具(11)与上横梁(19)或者下横梁(22)相连，横梁行程调整单元(23)与底板(1)或者试验支撑平台(5)相连，主动轮(24)与下离合单元(7)相连，从动轮(25)与试验滚珠丝杆(17)相连，试样(12)与高速拉伸夹具(11)相连，应变测量单元(21)正对试样(12)或与试样(12)相连，主动轮支撑板定位件(26)与底板(1)或者试验支撑平台(5)相连，主动轮支撑板定位件(26)与主动轮支撑板(3)相连，主动轮支撑板升降单元(27)与底板(1)或者试验支撑平台(5)相连，主动轮支撑板导向杆(28)与底板(1)或试验支撑平台(5)相连。
5.进一步地，所述试验支撑平台(5)通过多个支撑固定件(2)与底板(1)构成了刚性框架，支撑固定件(2)可以是两端台阶外螺纹型轴、两端台阶内螺纹型轴、两端内螺纹型轴或一端台阶外螺纹另一端内螺纹型轴，锁紧两端的螺母或螺钉后，底板(1)和试验支撑平台(5)端面平行。
6.进一步地，所述动力支撑板升降单元(6)是由动力支撑板升降器移动件(6.1)和动力支撑板升降器(6.2)构成，动力支撑板升降器(6.2)与底板(1)或试验支撑平台(5)相连，动力支撑板升降器(6.2)可以为螺旋升降机、电动缸、电动推杆、气缸和液压缸等部件，动力支撑板升降器移动件(6.1)与动力支撑板(9)相连，可通过动力支撑板升降器(6.2)使动力支撑板(9)升、降或停止。
7.进一步地，所述主动轮支撑板升降单元(27)是由主动轮支撑板升降单元转动部件(27.1)和涡轮箱(27.2)和构成，主动轮支撑板升降单元转动部件(27.1)与涡轮箱(27.2)相连，涡轮箱(27.2)与底板(1)或者试验支撑平台(5)上相连，主动轮支撑板升降单元转动部件(27.1)可以为手轮、电机或者电机与减速机的组合，当主动轮支撑板升降单元转动部件(27.1)为电机或者电机与减速机的组合时，主动轮支撑板升降单元转动部件(27.1)与底板(1)或者试验支撑平台(5)相连，可通过调整主动轮支撑板升降单元转动部件(27.1)使涡轮箱(27.2)的输出端升降或者停止，涡轮箱(27.2)的输出端可以带动与之接触或相连的主动轮支撑板(3)升降或者停止，主动轮支撑板升降单元(27)也可以是与动力支撑板升降单元(6)类似结构。
8.进一步地，所述下离合单元(7)是由下离合单元支撑件(7.1)、下离合转动件(7.2)和下离合单元支撑件摩擦片(7.3)构成，下离合单元支撑件(7.1)和下离合单元支撑件摩擦片(7.3)与下离合转动件(7.2)相连，下离合单元支撑件(7.1)与试验支撑平台(5)相连，下离合转动件(7.2)是轴垂直于板固定的结构件，这个下离合转动件(7.2)的轴可以是一根整轴，也可以是电磁离合器、气动离合器、机械离合器或者液压离合器带输入轴和输出轴的结构，下离合单元支撑件(7.1)设有一个或多个轴承，轴承的内环可以与下离合转动件(7.2)的轴连接，轴承外环与下离合单元支撑件(7.1)或者试验支撑平台(5)连接，下离合转动件(7.2)的转轴上设有孔或槽，下离合单元支撑件(7.1)的轴承的内环上设有可以插入下离合转动件(7.2)的转轴上的孔或槽的销轴，可以实现下离合转动件(7.2)的转轴沿着下离合单元支撑件(7.1)的轴承的内环轴向移动而不转动或者发生微小角度的转动，使用的是一种轴可以沿着轴线移动而不转动或者发生微小角度转动的方式。
9.进一步地，所述上离合单元(8)是由上离合单元支撑件摩擦片(8.1)、上离合转动件(8.2)和上离合单元支撑件(8.3)构成，上离合单元支撑件摩擦片(8.1)和上离合单元支撑件(8.3)与上离合转动件(8.2)相连，上离合转动件(8.2)是轴垂直于板固定的结构件，下离合单元支撑件(7.1)中设有一个或多个轴承，轴承的内环可以与上离合转动件(8.2)的轴固定，轴承外环可以固定在上离合单元支撑件(8.3)或者动力支撑板(9)上，可以通过调整或改变上离合转动件(8.2)的质量来调整高速拉伸试验装置的加载力和加载速度，可以通过调整或改变动力支撑板(9)及动力支撑板(9)上所固定的部件的质量来调整高速拉伸试验装置加载力和加载速度，可以通过在动力支撑板(9)上增加或减少重物来调整高速拉伸试验装置的加载力和加载速度，可以通过在动力支撑板(9)上所固定的部件上增加或减少重物来调整高速拉伸试验装置的加载力和加载速度。
10.进一步地，所述高速拉伸夹具(11)是由夹具体连接轴(11.1)、夹具体(11.2)、圆柱销轴(11.3)、螺杆柱螺母(11.4)、螺杆柱(11.5)、平压块(11.6)、圆通孔(11.7)、t型槽(11.8)、型槽推拉块(11.9)、平压块推拉杆(11.10)和平压块拉杆紧固头(11.11)构成，夹具体连接轴(11.1)、圆柱销轴(11.3)和螺杆柱(11.5)与夹具体(11.2)相连，夹具体(11.2)上有l型水平面和纵向面，平压块推拉杆(11.10)通过夹具体(11.2)上的螺纹孔连接，螺杆柱螺母(11.4)与螺杆柱(11.5)连接，平压块(11.6)上有圆通孔(11.7)和t型槽(11.8)，型槽推拉块(11.9)与平压块推拉杆(11.10)连接，平压块推拉杆(11.10)上有螺纹，平压块拉杆紧固头(11.11)为与平压块推拉杆(11.10)连接的螺母或者为与平压块推拉杆(11.10)固定的螺栓头，型槽推拉块(11.9)和平压块推拉杆(11.10)可在t型槽(11.8)移动。
11.进一步地，所述驱动单元(18)主要由电机和联轴器构成，电机可以是伺服电机、步进电机、异步电机和同步电机等电动机，联轴器将电机轴与上离合转动件(8.2)的轴连接，驱动单元(18)的电机与动力支撑板(9)相连，通过使上离合单元(8)和下离合单元(7)之间产生压力和摩擦力来传递电动机产生的动能，选择不同的电机转向可以使上横梁(19)和下横梁(22)之间的距离增大或者减少，可以通过调整驱动单元(18)的电动机转速来调整高速拉伸试验装置的加载力和加载速度。
12.进一步地，所述横梁行程限位单元(13)是由横梁行程限位单元移动连接件(13.1)、横梁行程限位单元导向杆(13.2)和横梁行程限位单元可调定位块(13.3)构成，横梁行程限位单元移动连接件(13.1)上连接有直线轴承或开有圆孔，横梁行程限位单元移动连接件(13.1)与上横梁(19)或者下横梁(22)相连，横梁行程限位单元移动连接件(13.1)与上横梁(19)连接时适合做拉伸测试，横梁行程限位单元移动连接件(13.1)与下横梁(22)连接时适合做压缩、冲击或者弯曲试验，横梁行程限位单元导向杆(13.2)可以穿过连接在横梁行程限位单元移动连接件(13.1)上的直线轴承或圆孔，横梁行程限位单元导向杆(13.2)与动力支撑板(9)相连，横梁行程限位单元可调定位块(13.3)可以在横梁行程限位单元导向杆(13.2)上移动和固定，横梁行程限位单元可调定位块(13.3)可以是固定环、圆环、导向轴或开有圆通孔的块壮结构,横梁行程限位单元(13)可以是一套也可以均布多套。
13.进一步地，所述横梁行程终端限位块(14)与横梁行程限位单元导向杆(13.2)连接，可以在横梁行程限位单元可调定位块(13.3)失效或者被误操作时挡住横梁行程限位单元可调定位块(13.3)、横梁行程限位单元移动连接件(13.1)或者挡住横梁行程限位单元移动连接件(13.1)上的直线轴承，以进行二次限位保护高速拉伸试验装置。
14.进一步地，所述试验滚珠丝杆(17)上有旋向相反的螺纹，试验滚珠丝杆(17)上设有两个旋向相反的螺帽，丝杠旋转时两个限制了转动的螺帽会向相反的方向运动，试验滚珠丝杆(17)为一个或多个。
15.进一步地，所述采用了双移动横梁结构，滚珠丝杆的转动可以使上横梁(19)和下横梁(22)同时向相反的方向移动。
16.进一步地，所述主动轮(24)与下离合转动件(7.2)的轴连接，从动轮(25)与试验滚珠丝杆(17)相连，主动轮(24)和从动轮(25)为直齿轮，从动轮(25)齿数相等，主动轮(24)和从动轮(25)处于啮合状态，主动轮(24)转动后可带动从动轮(25)转动。
17.进一步地，所述主动轮(24)与下离合转动件(7.2)的轴相连，从动轮(25)与试验滚珠丝杆(17)相连，主动轮(24)和从动轮(25)也可以为同步带轮，当为同步带轮时，主动轮(24)和从动轮(25)靠同步带连接，从动轮(25)齿数相等。
18.进一步地，所述横梁行程调整单元(23)主要由横梁行程调整单元转动部件(23.1)、横梁行程调整轴(23.2)和横梁行程调整转轮(23.3)构成，横梁行程调整轴(23.2)通过轴承座或者轴承与底板(1)或者试验支撑平台(5)相连，横梁行程调整轴(23.2)也可以通过轴承座或者轴承同时与底板(1)和试验支撑平台(5)相连，横梁行程调整转轮(23.3)与横梁行程调整轴(23.2)相连，横梁行程调整单元转动部件(23.1)与横梁行程调整轴(23.2)相连，横梁行程调整单元转动部件(23.1)可以为手轮、电机或电机与减速机的组合，如横梁行程调整单元转动部件(23.1)为电机或电机与减速机的组合则电机或电机与减速机的组合与底板(1)或者试验支撑平台(5)相连，如主动轮(24)和从动轮(25)为直齿轮，则横梁行程调整转轮(23.3)也为直齿轮并与主动轮(24)啮合，也可以在下离合转动件(7.2)的可转动轴上再增加并连接一个直齿轮，横梁行程调整转轮(23.3)的直齿轮与下离合转动件(7.2)上的增加并固定的直齿轮啮合，当主动轮(24)和从动轮(25)为同步轮时，横梁行程调整转轮(23.3)也为同步轮，需要在下离合转动件(7.2)的可转动轴上再增加并固定一个同步轮，横梁行程调整转轮(23.3)的同步轮与下离合转动件(7.2)上增加并固定的同步轮通过同步带连接，在上离合单元(8)和下离合单元(7)处于分离状态时，横梁行程调整单元(23)也可以作为高速拉伸试验装置的动力部件最终带动上横梁(19)和下横梁(22)移动以实现拉伸、压缩、冲击和弯曲等试验。
19.进一步地，所述主动轮支撑板导向杆(28)可以穿过主动轮支撑板(3)和动力支撑板(9)上的固定的直线轴承或对应板上开好的圆孔，主动轮支撑板导向杆(28)可以与底板(1)和试验支撑平台(5)相连，主动轮支撑板(3)位于底板(1)和试验支撑平台(5)之间，主动轮支撑板定位件(26)一端与主动轮支撑板(3)相连，主动轮支撑板定位件(26)另一端与试验支撑平台(5)或底板(1)相连，可以保证主动轮支撑板(3)与试验支撑平台(5)和底板(1)相对位置的固定。
20.进一步地，所述当主动轮(24)和从动轮(25)为齿轮且下离合单元(7)和上离合单元(8)之间的距离小于主动轮(24)和从动轮(25)齿宽时，调整主动轮支撑板升降单元(27)直至下离合单元(7)和上离合单元(8)贴合，此时主动轮(24)将沿着从动轮(25)齿面滑移一定距离，滑移后主动轮(24)和从动轮(25)还处于部分齿面相互啮合的状态，也可以实现下离合单元(7)和上离合单元(8)的贴合并产生摩擦力。
21.本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
22.一、本发明中采用电动机为高速拉伸装置提供动力，属于电子式试验装置，相较于液压式的高速拉伸装置，本发明整体结构简单，无高压液压元器件，操作方便，维护保养简单，测试精度高，成本低，节能环保，占地空间少。
23.二、本发明采用了双移动横梁结构，当前的试验机都是固定试样一端，对试样另一端加载并使其移动，本发明中两个移动横梁可以同时加载并移动，可以更真实的反应某些试样的在空间中的受力、移动和变形状态。
24.三、本发明中采用特殊的离合功能结构，不仅可以在短时间内提供较高的加载速度，还可以根据横梁位移量自动中断高速拉伸装置的动力输出，大幅提高了高速拉伸装置的安全性。
25.四、本发明中采用的部分动力电机具有很好的同步特性，可以较好的保证加载速度的均匀性。
26.五、本发明中有多种方式可调整加载力和加载速度，可以提供相较于液压式高速拉伸装置更大的加载速度范围。
27.六、本发明还可以实现高速压缩、高速冲击或者高速弯曲等试验，测试范围更加广泛。
附图说明
28.图1为本发明高速拉伸试验装置的结构示意图；
29.图2为本发明高速拉伸试验装置的背面结构示意图；
30.图3为本发明中动力支撑板升降单元的示意图；
31.图4为本发明中下离合单元的示意图；
32.图5为本发明中上离合单元的示意图；
33.图6为本发明中高速拉伸夹具的示意图；
34.图7为本发明中横梁行程限位单元的示意图；
35.图8为本发明中横梁行程调整单元的示意图；
36.图9为本发明中主动轮支撑板升降单元的示意图；
37.附图中各部分标记如下：底板(1)、支撑固定件(2)、主动轮支撑板(3)、动力支撑板导向杆(4)、试验支撑平台(5)、动力支撑板升降单元(6)、动力支撑板升降器移动件(6.1)、动力支撑板升降器(6.2)、下离合单元(7)、下离合单元支撑件(7.1)、下离合转动件(7.2)、下离合单元支撑件摩擦片(7.3)、上离合单元(8)、上离合单元支撑件摩擦片(8.1)、上离合转动件(8.2)、上离合单元支撑件(8.3)、动力支撑板(9)、直线轴承(10)、高速拉伸夹具(11)、夹具体连接轴(11.1)、夹具体(11.2)、圆柱销轴(11.3)、螺杆柱螺母(11.4)、螺杆柱(11.5)、平压块(11.6)、圆通孔(11.7)、t型槽(11.8)、型槽推拉块(11.9)、平压块推拉杆(11.10)、平压块拉杆紧固头(11.11)、试样(12)、横梁行程限位单元(13)、横梁行程限位单元移动连接件(13.1)、横梁行程限位单元导向杆(13.2)、横梁行程限位单元可调定位块(13.3)、横梁行程终端限位块(14)、顶梁(15)、试验导向光杆(16)、试验滚珠丝杆(17)、驱动单元(18)、上横梁(19)、力传感器(20)、应变测量单元(21)、下横梁(22)、横梁行程调整单元(23)、横梁行程调整单元转动部件(23.1)、横梁行程调整轴(23.2)、横梁行程调整转轮(23.3)、主动轮(24)、从动轮(25)、主动轮支撑板定位件(26)、主动轮支撑板升降单元(27)、
主动轮支撑板升降单元转动部件(27.1)、涡轮箱(27.2)、主动轮支撑板导向杆(28)、脚杯(29)。
具体实施方式
38.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相说明书对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
42.请参阅图1-9，本发明提供一种高速拉伸试验装置，是由底板(1)、支撑固定件(2)、主动轮支撑板(3)、动力支撑板导向杆(4)、试验支撑平台(5)、动力支撑板升降单元(6)、下离合单元(7)、上离合单元(8)、动力支撑板(9)、直线轴承(10)、高速拉伸夹具(11)、试样(12)、横梁行程限位单元(13)、横梁行程终端限位块(14)、顶梁(15)、试验导向光杆(16)、试验滚珠丝杆(17)、驱动单元(18)、上横梁(19)、力传感器(20)、应变测量单元(21)、下横梁(22)、横梁行程调整单元(23)、主动轮(24)、从动轮(25)、主动轮支撑板定位件(26)、主动轮支撑板升降单元(27)、主动轮支撑板导向杆(28)和脚杯(29)构成，其特征在于：脚杯(29)和支撑固定件(2)与底板(1)相连，动力支撑板导向杆(4)与底板(1)或试验支撑平台(5)相连，动力支撑板升降单元(6)与试验支撑平台(5)或者底板(1)相连，试验支撑平台(5)与支撑固定件(2)相连，下离合单元(7)与试验支撑平台(5)相连，下离合单元(7)与主动轮支撑板(3)相连，上离合单元(8)和驱动单元(18)与动力支撑板(9)相连，直线轴承(10)与动力支撑板(9)相连，横梁行程限位单元(13)与力支撑板(9)和横梁行程终端限位块(14)相连，试验导向光杆(16)与试验支撑平台(5)或者底板(1)相连，顶梁(15)与试验导向光杆(16)相连，试验滚珠丝杆(17)与试验支撑平台(5)或者底板(1)相连，试验滚珠丝杆(17)与顶梁(15)相连，上横梁(19)与试验导向光杆和(16)和试验滚珠丝杆(17)相连，下横梁(22)与试验导向光杆(16)和试验滚珠丝杆(17)相连，力传感器(20)与上横梁(19)或者下横梁(22)相连，力传感器(20)与高速拉伸夹具(11)相连，高速拉伸夹具(11)与上横梁(19)或者下横梁(22)相连，横梁行程调整单元(23)与底板(1)或者试验支撑平台(5)相连，主动轮(24)与下离合单元(7)相连，从动轮(25)与试验滚珠丝杆(17)相连，试样(12)与高速拉伸夹具(11)相连，应
变测量单元(21)正对试样(12)或与试样(12)相连，主动轮支撑板定位件(26)与底板(1)或者试验支撑平台(5)相连，主动轮支撑板定位件(26)与主动轮支撑板(3)相连，主动轮支撑板升降单元(27)与底板(1)或者试验支撑平台(5)相连，主动轮支撑板导向杆(28)与底板(1)或试验支撑平台(5)相连。
43.所述试验支撑平台(5)通过多个支撑固定件(2)与底板(1)构成了刚性框架，支撑固定件(2)可以是两端台阶外螺纹型轴、两端台阶内螺纹型轴、两端内螺纹型轴或一端台阶外螺纹另一端内螺纹型轴，锁紧两端的螺母或螺钉后，底板(1)和试验支撑平台(5)端面平行。
44.所述动力支撑板升降单元(6)是由动力支撑板升降器移动件(6.1)和动力支撑板升降器(6.2)构成，动力支撑板升降器(6.2)与底板(1)或试验支撑平台(5)相连，动力支撑板升降器(6.2)可以为涡轮升降机、电动缸、电动推杆、气缸和液压缸等部件，动力支撑板升降器移动件(6.1)与动力支撑板(9)相连，可通过动力支撑板升降器(6.2)使动力支撑板(9)升、降或停止。
45.所述主动轮支撑板升降单元(27)是由主动轮支撑板升降单元转动部件(27.1)和涡轮箱(27.2)构成，主动轮支撑板升降单元转动部件(27.1)与涡轮箱(27.2)相连，涡轮箱(27.2)与底板(1)或者试验支撑平台(5)上相连，主动轮支撑板升降单元转动部件(27.1)可以为手轮、电机或者电机与减速机的组合，当主动轮支撑板升降单元转动部件(27.1)为电机或者电机与减速机的组合时，主动轮支撑板升降单元转动部件(27.1)与底板(1)或者试验支撑平台(5)相连，可通过调整主动轮支撑板升降单元转动部件(27.1)使涡轮箱(27.2)的输出端升降或者停止，涡轮箱(27.2)的输出端可以带动与之接触或相连的主动轮支撑板(3)升降或者停止，主动轮支撑板升降单元(27)也可以是与动力支撑板升降单元(6)类似结构。
46.所述下离合单元(7)是由下离合单元支撑件(7.1)、下离合转动件(7.2)和下离合单元支撑件摩擦片(7.3)构成，下离合单元支撑件(7.1)和下离合单元支撑件摩擦片(7.3)与下离合转动件(7.2)相连，下离合单元支撑件(7.1)与试验支撑平台(5)相连，下离合转动件(7.2)是轴垂直于板固定的结构件，这个下离合转动件(7.2)的轴可以是一根整轴，也可以是电磁离合器、气动离合器、机械离合器或者液压离合器带输入轴和输出轴的结构，下离合单元支撑件(7.1)设有一个或多个轴承，轴承的内环可以与下离合转动件(7.2)的轴连接，轴承外环与下离合单元支撑件(7.1)或者试验支撑平台(5)连接，下离合转动件(7.2)的转轴上设有孔或槽，下离合单元支撑件(7.1)的轴承的内环上设有可以插入下离合转动件(7.2)的转轴上的孔或槽的销轴，可以实现下离合转动件(7.2)的转轴沿着下离合单元支撑件(7.1)的轴承的内环轴向移动而不转动或者发生微小角度的转动，使用的是一种轴可以沿着轴线移动而不转动或者发生微小角度转动的方式。
47.所述上离合单元(8)是由上离合单元支撑件摩擦片(8.1)、上离合转动件(8.2)和上离合单元支撑件(8.3)构成，上离合单元支撑件摩擦片(8.1)和上离合单元支撑件(8.3)与上离合转动件(8.2)相连，上离合转动件(8.2)是轴垂直于板固定的结构件，下离合单元支撑件(7.1)设中有一个或多个轴承，轴承的内环可以与上离合转动件(8.2)的轴固定，轴承外环可以固定在上离合单元支撑件(8.3)或者动力支撑板(9)上，可以通过调整或改变上离合转动件(8.2)的质量来调整高速拉伸试验装置的加载力和加载速度，可以通过调整或
改变动力支撑板(9)及动力支撑板(9)上所固定的部件的质量来调整高速拉伸试验装置加载力和加载速度，可以通过在动力支撑板(9)上增加或减少重物来调整高速拉伸试验装置的加载力和加载速度，可以通过在动力支撑板(9)上所固定的部件上增加或减少重物来调整高速拉伸试验装置的加载力和加载速度，所述质量或者重量的变化会影响上离合单元(8)和下离合单元(7)之间的动能传动效率。
48.所述高速拉伸夹具(11)是由夹具体连接轴(11.1)、夹具体(11.2)、圆柱销轴(11.3)、螺杆柱螺母(11.4)、螺杆柱(11.5)、平压块(11.6)、圆通孔(11.7)、t型槽(11.8)、型槽推拉块(11.9)、平压块推拉杆(11.10)和平压块拉杆紧固头(11.11)构成，夹具体连接轴(11.1)、圆柱销轴(11.3)和螺杆柱(11.5)与夹具体(11.2)相连，夹具体(11.2)上有l型水平面和纵向面，平压块推拉杆(11.10)通过夹具体(11.2)上的螺纹孔连接，螺杆柱螺母(11.4)与螺杆柱(11.5)连接，平压块(11.6)上有圆通孔(11.7)和t型槽(11.8)，型槽推拉块(11.9)与平压块推拉杆(11.10)连接，平压块推拉杆(11.10)上有螺纹，平压块拉杆紧固头(11.11)为与平压块推拉杆(11.10)连接的螺母或者为与平压块推拉杆(11.10)固定的螺栓头，型槽推拉块(11.9)和平压块推拉杆(11.10)可在t型槽(11.8)移动，将圆柱销轴(11.3)和螺杆柱(11.5)穿过圆通孔(11.7)，将型槽推拉块(11.9)与平压块推拉杆(11.10)穿过t型槽(11.8)，旋紧螺杆柱螺母(11.4)，通过平压块(11.6)将试样(12)压紧在夹具体(11.2)的纵向压面上，旋紧平压块拉杆紧固头(11.11)可将平压块(11.6)与夹具体(11.2)连接，不仅可以给板材试样两侧面提供抗拉力，还实现了板材试样穿销类夹具零间隙平面夹持。
49.所述驱动单元(18)主要由电机和联轴器构成，电机可以是伺服电机、步进电机、异步电机和同步电机等，联轴器将电机轴与上离合转动件(8.2)的轴连接，驱动单元(18)的电机与动力支撑板(9)相连，可以通过调整驱动单元(18)的电动机转速来调整高速拉伸试验装置的加载力和加载速度，如驱动单元(18)电机为同步电机，由于同步电机频率一定时，电动机的转速也就一定，它不随负载而变，这将很好的在动力输出层面改善试验时的速度一致性，可以较好的保证加载速度的均匀性。
50.所述横梁行程限位单元(13)是由横梁行程限位单元移动连接件(13.1)、横梁行程限位单元导向杆(13.2)和横梁行程限位单元可调定位块(13.3)构成，横梁行程限位单元移动连接件(13.1)上连接有直线轴承或开有圆孔，横梁行程限位单元移动连接件(13.1)与在上横梁(19)上或者下横梁(22)相连，横梁行程限位单元移动连接件(13.1)与上横梁(19)连接时适合做拉伸测试，横梁行程限位单元移动连接件(13.1)与下横梁(22)连接时适合做压缩、冲击或者弯曲试验，横梁行程限位单元导向杆(13.2)可以穿过连接在横梁行程限位单元移动连接件(13.1)上的直线轴承或圆孔，横梁行程限位单元导向杆(13.2)与动力支撑板(9)相连，横梁行程限位单元可调定位块(13.3)可以在横梁行程限位单元导向杆(13.2)上移动和固定，横梁行程限位单元可调定位块(13.3)可以为固定环、圆环、导向轴或开有圆通孔的块壮结构，当横梁行程限位单元移动连接件(13.1)被带动后将沿着横梁行程限位单元导向杆(13.2)移动，碰到固定在横梁行程限位单元导向杆(13.2)上的可调定位块(13.3)后，会带动横梁行程限位单元导向杆(13.2)和动力支撑板(9)一起移动，上离合单元(8)也会随动力支撑板(9)一起移动，下离合单元(7)和上离合单元(8)分离，下离合单元(7)和上离合单元(8)失去摩擦力，从而实现了自动终止驱动单元(18)动力输出的目的，是一种通过上横梁(19)或者下横梁(22)的移动产生的力最终使下离合单元(7)和上离合单元(8)分离
的方式，横梁行程限位单元(13)可以是一套也可以均布多套。
51.所述横梁行程终端限位块(14)与横梁行程限位单元导向杆(13.2)连接，可以在横梁行程限位单元可调定位块(13.3)失效或者被误操作时挡住横梁行程限位单元可调定位块(13.3)、横梁行程限位单元移动连接件(13.1)或者挡住横梁行程限位单元移动连接件(13.1)上的直线轴承，以进行二次限位保护高速拉伸试验装置。
52.所述试验导向光杆(16)一端与顶梁(15)相连，另一端与试验支撑平台(5)或者底板(1)相连，试验导向光杆(16)中部穿过上横梁(19)和下横梁(22)，试验导向光杆(16)可以是一个也可以均布多个。
53.所述试验滚珠丝杆(17)上有旋向相反的螺纹，试验滚珠丝杆(17)上设有两个旋向相反的螺帽，丝杠旋转时两个限制了转动的螺帽会向相反的方向运动，试验滚珠丝杆(17)为多个。
54.所述采用了双移动横梁结构，滚珠丝杆的转动可以使上横梁(19)和下横梁(22)同时向相反的方向移动，上横梁(19)和下横梁(22)上连接有可供试验导向光杆(16)穿过的直线轴承或者开有圆孔。
55.所述主动轮(24)与下离合转动件(7.2)的轴连接，从动轮(25)与试验滚珠丝杆(17)相连，主动轮(24)和从动轮(25)为直齿轮，从动轮(25)齿数相等，主动轮(24)和从动轮(25)处于啮合状态，主动轮(24)转动后可带动从动轮(25)转动。
56.所述主动轮(24)与下离合转动件(7.2)的轴相连，从动轮(25)与试验滚珠丝杆(17)相连，主动轮(24)和从动轮(25)也可以为同步带轮，当为同步带轮时，主动轮(24)和从动轮(25)靠同步带连接，从动轮(25)齿数相等。
57.所述横梁行程调整单元(23)主要由横梁行程调整单元转动部件(23.1)、横梁行程调整轴(23.2)和横梁行程调整转轮(23.3)构成，横梁行程调整轴(23.2)与底板(1)或者试验支撑平台(5)相连，横梁行程调整轴(23.2)也可以与底板(1)和试验支撑平台(5)相连，横梁行程调整转轮(23.3)与横梁行程调整轴(23.2)相连，横梁行程调整单元转动部件(23.1)与横梁行程调整轴(23.2)相连，横梁行程调整单元转动部件(23.1)可以为手轮、电机或电机与减速机的组合，如横梁行程调整单元转动部件(23.1)为电机或电机与减速机的组合则电机或电机与减速机的组合与底板(1)或者试验支撑平台(5)相连，如主动轮(24)和从动轮(25)为直齿轮，则横梁行程调整转轮(23.3)也为直齿轮并与主动轮(24)啮合，也可以在下离合转动件(7.2)的可转动轴上再增加并连接一个直齿轮，横梁行程调整转轮(23.3)的直齿轮与下离合转动件(7.2)上的增加并固定的直齿轮啮合，当主动轮(24)和从动轮(25)为同步轮时，横梁行程调整转轮(23.3)也为同步轮，需要在下离合转动件(7.2)的可转动轴上再增加并固定一个同步轮，横梁行程调整转轮(23.3)的同步轮与下离合转动件(7.2)上增加并固定的同步轮通过同步带连接，可以通过调整横梁行程调整单元转动部件(23.1)来带动横梁行程调整轴(23.2)和横梁行程调整转轮(23.3)旋转，从而带动主动轮(24)旋转，最终实现上横梁(19)和下横梁(22)距离变化，以调整试验空间，在上离合单元(8)和下离合单元(7)处于分离状态时，横梁行程调整单元(23)也可以作为高速拉伸试验装置的动力部件最终带动上横梁(19)和下横梁(22)移动以实现拉伸、压缩、冲击和弯曲等试验。
58.所述主动轮支撑板导向杆(28)可以穿过主动轮支撑板(3)和动力支撑板(9)上的固定的直线轴承或对应板上开好的圆孔，主动轮支撑板导向杆(28)可以与底板(1)和试验
支撑平台(5)相连，主动轮支撑板(3)位于底板(1)和试验支撑平台(5)之间，主动轮支撑板定位件(26)一端与主动轮支撑板(3)相连，主动轮支撑板定位件(26)另一端与试验支撑平台(5)或底板(1)相连，可以保证主动轮支撑板(3)与试验支撑平台(5)和底板(1)相对位置的固定。
59.所述调整驱动单元(18)上的电机到需要的转速，驱动单元(18)上的电机带动上离合转动件(8.2)和上离合单元支撑件摩擦片(8.1)一起转动，手动或者电动控制动力支撑板升降器(6.2)下降，动力支撑板升降器移动件(6.1)及动力支撑板(9)失去支撑向下移动，直至下离合单元支撑件摩擦片(7.3)和上离合单元支撑件摩擦片(8.1)贴合，下离合单元支撑件摩擦片(7.3)和上离合单元支撑件摩擦片(8.1)之间将产生摩擦力而带动下离合转动件(7.2)一起转动，从而带动与下离合单元(7)同轴的主动轮(24)转动，主动轮(24)带着从动轮(25)转动，两个从动轮(25)分别带动与之同轴的试验滚珠丝杆(17)旋转，试验滚珠丝杆(17)上旋向相反的滚珠丝杆螺帽带动上横梁(19)和下横梁(22)向相反的方向移动，从而调整上横梁(19)和下横梁(22)间距，通过使上离合单元(8)和下离合单元(7)之间产生压力和摩擦力来传递电动机产生的动能，选择不同的电机转向可以使上横梁(19)和下横梁(22)之间的距离增大或者减少，配上合适的夹具并选择合适的电机转向可以实现拉伸、压缩、冲击或者弯曲试验功能。
60.所述当主动轮(24)和从动轮(25)为齿轮且下离合单元(7)和上离合单元(8)之间的距离小于主动轮(24)和从动轮(25)齿宽时，调整主动轮支撑板升降单元(27)直至下离合单元(7)和上离合单元(8)贴合，此时主动轮(24)将沿着从动轮(25)齿面滑移一定距离，滑移后主动轮(24)和从动轮(25)还处于部分齿面相互啮合的状态，也可以实现下离合单元(7)和上离合单元(8)的贴合并产生摩擦力。
61.本发明的工作原理与工作过程如下：
62.根据需要安装好下离合单元支撑件(7.1)、下离合转动件(7.2)、下离合单元支撑件摩擦片(7.3)、上离合单元支撑件摩擦片(8.1)、上离合转动件(8.2)、上离合单元支撑件(8.3)，此时下离合单元支撑件摩擦片(7.3)和上离合单元支撑件摩擦片(8.1)呈分离状态，手动或者电动控制动力支撑板升降器(6.2)下降，动力支撑板升降器移动件(6.1)及动力支撑板(9)失去支撑向试验支撑平台(5)所在方向移动，直至下离合单元支撑件摩擦片(7.3)和上离合单元支撑件摩擦片(8.1)贴合，下离合单元支撑件摩擦片(7.3)和上离合单元支撑件摩擦片(8.1)之间产生了压力，下离合单元支撑件摩擦片(7.3)和上离合单元支撑件摩擦片(8.1)将因摩擦力而不能相对转动，控制驱动单元(18)上的电机旋转，带动上离合单元(8)和下离合单元(7)一起旋转，从而带动与下离合单元(7)同轴的主动轮(24)转动，主动轮(24)带着从动轮(25)转动，两个从动轮(25)分别带动与之同轴的试验滚珠丝杆(17)旋转，上横梁(19)和下横梁(22)上连接有丝杆螺帽，上横梁(19)上的两个丝杆螺帽螺纹旋向一致，下横梁(19)上的两个丝杆螺帽螺纹旋向一致，上横梁(19)和下横梁(22)上固定的丝杆螺帽螺纹旋向相反，试验滚珠丝杆(17)的旋转可以使上横梁(19)和下横梁(22)向相反的方向运动，从而调整上横梁(19)和下横梁(22)间距。
63.如果下离合单元(7)和上离合单元(8)距离比较远无法通过调整动力支撑板升降单元(6)使下离合单元(7)和上离合单元(8)贴合，也可以手动或者电动调整横梁行程调整单元(23)来实现，控制横梁行程调整单元转动部件(23.1)旋转，与之相连的横梁行程调整
轴(23.2)和横梁行程调整转轮(23.3)构成也会一起转动，横梁行程调整转轮(23.3)直接或者间接带动与之啮合或者相连的主动轮(24)转动，主动轮(24)带动从动轮(25)转动，两个从动轮(25)分别带动与之同轴的试验滚珠丝杆(17)旋转，上横梁(19)和下横梁(22)上固定有丝杆螺帽，上横梁(19)上的两个丝杆螺帽螺纹旋向一致，下横梁(19)上的两个丝杆螺帽螺纹旋向一致，上横梁(19)和下横梁(22)上固定的丝杆螺帽螺纹旋向相反，试验滚珠丝杆(17)的旋转可以使上横梁(19)和下横梁(22)向相反的方向运动，从而调整上横梁(19)和下横梁(22)间距。
64.调整好上横梁(19)和下横梁(22)的间距，直至高速拉伸夹具(11)上下部件间距合适装夹试样(12)，取下平压块(11.6)，将试样(12)按圆柱销轴(11.3)轴向方向装入夹具体(11.2)，圆柱销轴(11.3)和螺杆柱(11.5)将穿过试样(12)上对应的圆孔，将平压块(11.6)按圆柱销轴(11.3)轴向方向装入夹具体(11.2),圆柱销轴(11.3)和螺杆柱(11.5)将穿过平压块(11.6)上的圆通孔(11.7)，型槽推拉块(11.9)进入t型槽(11.8)横槽，平压块推拉杆(11.10)进入t型槽(11.8)纵槽，锁紧螺杆柱螺母(11.4)使平压块(11.6)沿圆柱销轴(11.3)轴向方向压紧试样，锁紧平压块拉杆紧固头(11.11)，型槽推拉块(11.9)通过t型槽(11.8)拉紧平压块(11.6)，可以使圆柱销轴(11.3)在试样(12)两侧提供抗拉力，试样两侧将完全贴合无间隙。
65.应变测量单元(21)可以为电子引伸计、高速相机、dic、视频引伸计和全自动引伸计等应变和变形测量部件，调整好应变测量单元(21)，使其达到可测量并采集试样应变或变形的状态，手动或者电动控制动力支撑板升降器(6.2)直接或间接带动动力支撑板升降器移动件(6.1)及动力支撑板(9)上升，动力支撑板(9)带动上离合单元(8)上升，下离合单元(7)和上离合单元(8)将分离，如下离合转动件(7.2)是电磁离合器、气动离合器、机械离合器或者液压离合器带输入轴和输出轴的结构，则不需要调整动力支撑板升降器(6.2)，使下离合转动件(7.2)的电磁离合器、气动离合器、机械离合器或者液压离合器处于离的状态即可。
66.根据试样可能断裂的位移量，将横梁行程限位单元可调定位块(13.3)固定在横梁行程限位单元导向杆(13.2)上的合适限位位置，调整好应变测量单元(21)，使其达到可高速测量并采集试样应变的状态。
67.开启驱动单元(18)上的电机，并调整至合适的转速，应变测量单元(21)自动开启，驱动单元(18)上的电机将带动上离合转动件(8.2)和上离合单元支撑件摩擦片(8.1)一起转动，手动或者电动控制动力支撑板升降器(6.2)使动力支撑板升降器(6.2)推板下降，动力支撑板升降器移动件(6.1)及动力支撑板(9)失去支撑向下移动，直至下离合单元支撑件摩擦片(7.3)和上离合单元支撑件摩擦片(8.1)贴合，下离合单元支撑件摩擦片(7.3)和上离合单元支撑件摩擦片(8.1)之间将产生压力和摩擦力，上离合转动件(8.2)带动下离合转动件(7.2)一起转动，瞬间将电机的电能转化出的动能传递给下离合单元(7)，从而带动与下离合单元(7)同轴的主动轮(24)转动，主动轮(24)带着从动轮(25)转动，两个从动轮(25)分别带动与之同轴的试验滚珠丝杆(17)旋转，试验滚珠丝杆(17)上旋向相反的滚珠丝杆螺帽带动上横梁(19)和下横梁(22)向相反的方向移动，上横梁(19)和下横梁(22)分别带动与之连接的力传感器或者高速拉伸夹具一起移动，当上横梁(19)和下横梁(22)间距持续变大时就实现了高速拉伸功能，配上合适的压缩、冲击或者弯曲夹具，并装好对应试样，手动或
者电动调整驱动单元(18)上的电机的转向，操作动力支撑板升降器(6.2)使下离合单元支撑件摩擦片(7.3)和上离合单元支撑件摩擦片(8.1)贴合后，由于电机反转，试验滚珠丝杆(17)将向相反的方向转动，上横梁(19)和下横梁(22)将进行与拉伸状态上横梁(19)和下横梁(22)移动相反的方向移动，也就是说上横梁(19)和下横梁(22)的间距将持续变小，可以实现高速压缩、冲击或者弯曲试验功能。如下离合转动件(7.2)是电磁离合器、气动离合器、机械离合器或者液压离合器带输入轴和输出轴的结构，则不需要调整动力支撑板升降器(6.2)，使下离合转动件(7.2)的电磁离合器、气动离合器、机械离合器或者液压离合器处于合的状态就可以实现下离合单元支撑件摩擦片(7.3)和上离合单元支撑件摩擦片(8.1)贴合并传递动能。
68.还有一种方式可以使下离合单元支撑件摩擦片(7.3)和上离合单元支撑件摩擦片(8.1)贴合，下离合转动件(7.2)是轴垂直于板固定的结构件，下离合转动件(7.2)的转轴沿着其轴向开键槽或通槽，下离合单元支撑件(7.1)的轴承的内环上设有可以插入下离合转动件(7.2)的转轴上的孔或槽的销轴，可以实现下离合转动件(7.2)的转轴沿着下离合单元支撑件(7.1)的轴承的内环轴向移动而不转动或者发生微小角度的转动，调整主动轮支撑板升降单元(27)，使其支撑住主动轮支撑板(3)，卸下主动轮支撑板定位件(26)，由于主动轮支撑板升降单元(27)的支撑，主动轮支撑板(3)不发生移动，由于卸下了主动轮支撑板定位件(26)，主动轮支撑板(3)将失去向上的约束力，可以向上运动，通过调整动力支撑板升降单元(6)或横梁行程调整单元(23)的方式使下离合单元(7)和上离合单元(8)之间的距离不大于主动轮(24)和从动轮(25)的齿宽，调整主动轮支撑板升降单元(27)，在主动轮支撑板导向杆(28)的导向作用下，可以使主动轮支撑板(3)上升直至下离合单元(7)和上离合单元(8)贴合，此时主动轮(24)将沿着从动轮(25)齿面滑移一定距离，滑移后主动轮(24)和从动轮(25)还处于部分齿面相互啮合的状态，也可以实现下离合单元(7)和上离合单元(8)的贴合并产生摩擦力。
69.做拉伸试验时，横梁行程限位单元移动连接件(13.1)与上横梁(19)连接，上横梁(19)和下横梁(22)移动后，高速拉伸试验装置对试样施加力值，试样拉断后，上横梁(19)和下横梁(22)将继续移动，上横梁(19)带着横梁行程限位单元移动连接件(13.1)移动，横梁行程限位单元移动连接件(13.1)将沿着横梁行程限位单元导向杆(13.2)移动，当横梁行程限位单元移动连接件(13.1)或者固定在横梁行程限位单元移动连接件(13.1)上的导向轴承等组成部件碰到横梁行程限位单元可调定位块(13.3)后，将给横梁行程限位单元导向杆(13.2)产生向上的力，横梁行程限位单元导向杆(13.2)将带动与之连接的动力支撑板(9)向上移动，动力支撑板(9)带动上离合单元(8)向上移动，下离合单元(7)和上离合单元(8)分离，下离合单元(7)和上离合单元(8)将失去压力和摩擦力，从而实现了自动终止驱动单元(18)动力输出的目的，通过驱动单元(18)上的电机传输出的动力立即终止向下离合单元(7)传输，主动轮(24)和从动轮(25)上产生的转动惯量还会使上横梁(19)和下横梁(22)再移动一定距离，当横梁行程限位单元移动连接件(13.1)与下横梁(22)相连时适合做压向试验，装上合适的工装夹具后，可做高速压缩、高速冲击或者高速弯曲试验，其余试验过程参考拉伸试验，高速拉伸试验装置对力传感器采集的力值和应变测量单元(21)采集的位移和应变数据进行实时处理。
70.一般高导程的丝杆可以达到50mm，要实现20m/s的移动速度，在导程为50mm的情况
下，单移动横梁的试验设备至少需要24000转/分钟，由于高速拉伸试验装置的上横梁(19)和下横梁(22)可以同时受力并运动，试验滚珠丝杆(17)需要的最小转动速度为12000转/分钟，要实现10m/s的移动速度，在导程为50mm的情况下，试验滚珠丝杆(17)需要的最小转动速度为6000转/分钟，目前比较好的丝杆制造技术可以使试验滚珠丝杆的dm-n值达到300000，最高转速是可以达到20000以上的，也就是说所述高速拉伸试验装置会提供超过20m/s的移动速度，目前市面上也有一些滚珠丝杆的导程达到了100mm，提高导程也可以提高移动速度。
71.现在的电机达到6000转/分钟是没有问题的，控制好主动轮(24)和从动轮(25)的传动比，比如传动比为1：3时，就可以实现较大的试验滚珠丝杆(17)转速，还有一些高速电机的转速可以达到几万转，技术上应该是可以提供试验滚珠丝杆(17)所需要的高转速的。
72.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。