本發(fā)明涉及一種臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)技術(shù),屬于工程材料、物理性能、結(jié)構(gòu)形變及力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域，它可用于測(cè)試材料，尤其是薄板材料在雙軸向承受拉伸和疲勞載荷的力學(xué)特性。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的單軸拉伸檢測(cè)試驗(yàn)方法并不能如實(shí)反映材料在實(shí)際工程中的受力情況，因此對(duì)材料進(jìn)行雙軸應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)就顯得尤為重要。目前國(guó)內(nèi)外存在多種雙軸試驗(yàn)機(jī)，按驅(qū)動(dòng)類型可分為液壓驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩種方法各有優(yōu)劣。

方岱寧、李躍光、鮑沛等著的“立式雙軸四缸電液伺服試驗(yàn)機(jī)”(zl.200610012089.9)研制了一種立式雙軸四缸電液伺服試驗(yàn)機(jī)，采用電液伺服，然而整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，過于復(fù)雜，不利于生產(chǎn)和裝配，所夾持的試樣尺寸有限。

陳務(wù)軍、施光林、張麗著的“薄膜雙軸拉伸試驗(yàn)機(jī)電液加載系統(tǒng)”(zl.20111107672.9)研制了薄膜雙軸拉伸試驗(yàn)機(jī)的電液控制系統(tǒng)，采用兩組閥控制兩個(gè)軸，然而系統(tǒng)的同步性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性都不是很好。

陳務(wù)軍、高成軍、施光林著的“一種雙軸拉伸測(cè)試裝置”(zl.20151005909.0)研制了一種鋼結(jié)構(gòu)焊接的雙軸拉伸測(cè)試裝置，采用伺服油缸驅(qū)動(dòng)，利用水平臺(tái)架和直線導(dǎo)軌傳動(dòng)，然而整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且焊接裝配難以保證精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)及拉伸測(cè)試方法，采用直接實(shí)現(xiàn)任意雙向應(yīng)力場(chǎng)的液壓驅(qū)動(dòng)。使其不僅能實(shí)現(xiàn)同步和中心對(duì)稱加載，而且具有多試驗(yàn)功能(單向靜態(tài)拉伸、低周循環(huán)往返拉伸，雙向靜態(tài)拉伸強(qiáng)度、任意雙軸應(yīng)力比低周循環(huán)往返拉伸)，同時(shí)具有夾持方便、低摩擦力、結(jié)構(gòu)緊湊和簡(jiǎn)潔，調(diào)節(jié)方便，工作比較平穩(wěn)、反應(yīng)快、快速啟動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，包括主體結(jié)構(gòu)，所述主體結(jié)構(gòu)為大口徑厚壁鋼管，所述的主體結(jié)構(gòu)外周面上水平均勻安裝若干中空千斤頂，每個(gè)所述中空千斤頂與主體結(jié)構(gòu)之間均通過法蘭盤連接固定；每個(gè)所述中空千斤頂上位于主體結(jié)構(gòu)外面均依次安裝有壓力傳感器、六角鎖帽、拉桿、組合夾具相連，構(gòu)成傳動(dòng)系統(tǒng)；所述組合夾具用于夾持試樣。

優(yōu)選的，所述主體結(jié)構(gòu)與法蘭盤相連的面均為加工后的平面；所述法蘭盤通過螺栓與所述主體結(jié)構(gòu)固定連接；所述法蘭盤通過螺栓與中空千斤頂固定連接。

優(yōu)選的，所述中空千斤頂?shù)幕钊c壓力傳感器相連，所述壓力傳感器與所述六角鎖帽相連，所述壓力傳感器和所述六角鎖帽在所述拉桿上是可拆卸、可活動(dòng)的。

優(yōu)選的，所述中空千斤頂通過油管與液壓控制系統(tǒng)和油源連接，用于實(shí)現(xiàn)不同方向上拉力的獨(dú)立控制。

優(yōu)選的，所述組合夾具設(shè)置在所述拉桿上且能隨所述拉桿沿直線運(yùn)動(dòng)；所述組合夾具包括夾具體和上壓片，所述夾具體和所述上壓片通過螺栓螺母墊片連接；所述夾具體和所述上壓片的前端均設(shè)置有螺紋通孔，所述夾具體的螺紋通孔和所述上壓片的螺紋通孔配合以?shī)A持試樣。

優(yōu)選的，所述試樣被放在所述夾具體上后，所述上壓片和所述夾具體能通過螺栓、螺母、墊片連接在一起，以防止所述試樣滑出。

本發(fā)明還提供了一種臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)方法，該方法包括如下步驟：

第一步，移動(dòng)所述拉桿和所述夾具體至合適位置；

第二步，將所述的所述組合夾具分別夾持十字型試樣的四臂；

第三步，通過動(dòng)力源和液壓控制系統(tǒng)，是所述中空千斤頂?shù)幕钊斐隼焖鲈嚇?，從而?shí)現(xiàn)拉伸加載。

優(yōu)選的，所述拉伸加載的模式為力加載控制模式，所述力加載控制模式是通過壓力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)得壓力數(shù)據(jù)反饋至液壓控制系統(tǒng)控制加載的力的大小。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明充分利用中空千斤頂、組合夾具的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)新型臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)、調(diào)節(jié)方便，具有多試驗(yàn)功能(單向靜態(tài)拉伸、低周循環(huán)往返拉伸，雙向靜態(tài)拉伸強(qiáng)度、任意雙軸應(yīng)力比低周循環(huán)往返拉伸)，可應(yīng)用于單軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)、雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)等。

另外，本發(fā)明的臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)的主體結(jié)構(gòu)采用大口徑厚壁鋼管的形式，這樣既能保證整體強(qiáng)度、剛度，又能方便的組裝；

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步的說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)的俯視圖；

圖2是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)的等軸測(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)的主視圖；

圖4是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；

圖5是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)的組合夾具的示意圖；

圖6是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)的被測(cè)試樣的平面圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，包括主體結(jié)構(gòu)1，所述主體結(jié)構(gòu)1為大口徑厚壁鋼管，所述的主體結(jié)構(gòu)1外周面上水平均勻安裝若干中空千斤頂3，每個(gè)所述中空千斤頂3與主體結(jié)構(gòu)1之間均通過法蘭盤2連接固定；每個(gè)所述中空千斤頂3上位于主體結(jié)構(gòu)1外面均依次安裝有壓力傳感器4、六角鎖帽5、拉桿6、組合夾具相連，構(gòu)成傳動(dòng)系統(tǒng)；所述組合夾具用于夾持試樣8。

所述主體結(jié)構(gòu)1與法蘭盤2相連的面均為加工后的平面；所述法蘭盤2通過螺栓10與所述主體結(jié)構(gòu)1固定連接；所述法蘭盤2通過螺栓11與中空千斤頂3固定連接。

所述中空千斤頂3的活塞與壓力傳感器4相連，所述壓力傳感器4與所述六角鎖帽5相連，所述壓力傳感器4和所述六角鎖帽5在所述拉桿6上是可拆卸、可活動(dòng)的。

所述中空千斤頂3通過油管與液壓控制系統(tǒng)和油源連接，用于實(shí)現(xiàn)不同方向上拉力的獨(dú)立控制。

所述組合夾具設(shè)置在所述拉桿6上且能隨所述拉桿6沿直線運(yùn)動(dòng)；所述組合夾具包括夾具體7和上壓片9，所述夾具體7和所述上壓片9通過螺栓螺母墊片連接；所述夾具體7和所述上壓片9的前端均設(shè)置有螺紋通孔，所述夾具體7的螺紋通孔16和所述上壓片9的螺紋通孔15配合以?shī)A持試樣8。

所述試樣8被放在所述夾具體7上后，所述上壓片9和所述夾具體7能通過螺栓12、螺母14、墊片13連接在一起，以防止所述試樣8滑出。

本發(fā)明的臥式雙軸拉伸測(cè)試方法，方法包括如下步驟：

第一步，移動(dòng)所述拉桿6和所述夾具體7至合適位置；

第二步，將所述的所述組合夾具分別夾持十字型試樣8的四臂；

第三步，通過動(dòng)力源和液壓控制系統(tǒng)，是所述中空千斤頂3的活塞伸出拉伸所述試樣8，從而實(shí)現(xiàn)拉伸加載。

所述拉伸加載的模式為力加載控制模式，所述力加載控制模式是通過壓力傳感器4實(shí)時(shí)測(cè)得壓力數(shù)據(jù)反饋至液壓控制系統(tǒng)控制加載的力的大小。

如圖1～4所示，本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例提供了一種臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，其結(jié)構(gòu)包括主體結(jié)構(gòu)1、法蘭盤2、中空千斤頂3、壓力傳感器4、六角鎖帽5、拉桿6和組合夾具等。其中，組合夾具包括夾具體7和上壓板9。主體結(jié)構(gòu)1為大口徑厚壁鋼管，其外圓周面上均勻加工出的四個(gè)平面均用螺栓10與法蘭盤2固定，法蘭盤2通過螺栓11連接中空千斤頂3。每個(gè)中空千斤頂3均依次與壓力傳感器4、六角鎖帽5、拉桿6、夾具體7相連，構(gòu)成傳動(dòng)系統(tǒng)。夾具體8和上壓片9用于夾持十字型試樣8。

壓力傳感器4、六角鎖帽5均設(shè)置在拉桿6上且能夠沿拉桿6移動(dòng)，具體來說，壓力傳感器4通過孔軸配合連接在拉桿6上，六角鎖帽通過螺紋連接在拉桿6上。

中空千斤頂3通過油管與液壓控制系統(tǒng)和液壓源相連，可實(shí)現(xiàn)不同方向上拉力的獨(dú)立控制。

本實(shí)施例的四個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)是對(duì)稱一致的，且每個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)上的各部件的布置是對(duì)稱一致的。

圖5為組合夾具夾持試樣的示意圖。如圖5所示，夾具體7的前端伸出部分用于托住試樣8的夾持端和上壓片9，夾具體7前端設(shè)置有螺栓孔16、十字型試樣8臂的夾持端設(shè)置有相同分布的螺栓孔17，上壓片9前端也設(shè)置有相同分布的螺栓孔15，夾具體7、十字型試樣8和上壓片9可通過螺栓12、墊片13和螺母14連接并緊固，夾具體7的螺紋孔20用于和拉桿6連接。

本發(fā)明的實(shí)施例的構(gòu)件尺寸、材料選擇、工藝設(shè)計(jì)可針對(duì)具體應(yīng)用確定，包括主體結(jié)構(gòu)的高和直徑、法蘭盤2的尺寸和厚度、中空千斤頂3的型號(hào)參數(shù)、壓力傳感器4的型號(hào)參數(shù)、六角鎖帽5的平面形狀尺寸和厚度、拉桿6的直徑和長(zhǎng)度、夾具體7的尺寸、上壓片8的尺寸。主體結(jié)構(gòu)1可用鋼材，表面噴涂防銹漆，六角鎖帽5，拉桿6表面發(fā)黑處理，夾具體7和上壓片9淬火處理。

本實(shí)施例的臥式雙周拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)所采用的試樣為十字型試樣，如圖6所示，試樣的中心區(qū)域18的厚度相較夾持端減薄，有效區(qū)域?yàn)橹睆綖?0mm的圓，試樣的四個(gè)臂臂長(zhǎng)均為110mm，臂寬均為90mm。試樣的四個(gè)臂上均開有7～9個(gè)槽孔19，設(shè)計(jì)7～9個(gè)槽孔的目的是使試樣中心區(qū)域18的應(yīng)力更加均勻。試樣的四個(gè)臂末端為夾持部分，夾持部分均設(shè)置有螺栓通孔17。進(jìn)行測(cè)試時(shí)，十字型試樣8被夾持在夾具體7和上壓板9中，通過螺栓12、墊片13和螺母14連接并緊固。

本實(shí)施例的臥式雙軸拉伸測(cè)試試驗(yàn)機(jī)的實(shí)驗(yàn)過程包括如下步驟：

第一步，移動(dòng)拉桿6和夾具體7至合適位置。

第二步，將夾具體7和上壓片9分別通過螺栓12、墊片13和螺母14夾持十字型試樣8的四臂。

第三步，通過動(dòng)力源和液壓控制系統(tǒng)，使中空千斤頂3的活塞伸出并拉伸十字型試樣8，從而實(shí)現(xiàn)拉伸加載。

本實(shí)施例中的加載模式為力加載模式，通過壓力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)得壓力數(shù)據(jù)反饋至液壓控制系統(tǒng)控制加載的力的大小。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)實(shí)驗(yàn)，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。