本實用新型涉及材料動態(tài)力學性能研究領域，特別涉及一種高速試驗機。

背景技術：

在各類航空航天工程技術、軍事技術和科學研究等廣泛領域的一系列實際問題中，甚至就在日常生活中，人們都會遇到各種各樣的爆炸/沖擊載荷問題，并且可以觀察到，物體在爆炸/沖擊載荷下的力學響應往往與靜載荷下的有顯著不同。了解材料在沖擊加載條件下的力學喜愛那個影必將大大有助于這些材料的工程用用和工程設計。

高速試驗機是一種常用的用以了解材料的特性和變形速度相關性的設備，一般速度可達每分鐘數(shù)十米至數(shù)百米?，F(xiàn)有的高速試驗機一般都采用電機式驅(qū)動原理，以絲桿傳動的方式帶動夾持或固定在試件兩端的機械裝置運動，從而達到拉伸或擠壓試件的目的。例如申請?zhí)枮?01320360717.8的實用新型專利所公開的一種金屬材料拉伸試驗機，包括底座和設置在底座上的拉伸裝置，拉伸裝置包括固定在底座上的絲杠和導柱，絲杠和導柱上設有上橫梁和下橫梁，上橫梁的下方設置有上夾具，下橫梁的上方設置有下夾具。當絲杠轉(zhuǎn)動時，可使上橫梁和下橫梁沿絲杠傳動，進而使下夾具和上夾具對加夾持在下夾具和上夾具之間的試件起到拉伸的作用。但是，該試驗機受限于機械驅(qū)動，其加速度很難達到每分鐘百米以上，所以很難應用于一些要求較高的材料試驗要求。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種高速試驗機，具有能夠?qū)λ查g對壓頭施加較大加速度的效果。

本實用新型的上述目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：

一種高速試驗機，包括電源、底座、固定設置在底座上兩側的兩個支撐架、兩端分別固定設置在兩個支撐架的頂部的橫梁、沿豎直方向固定設置在橫梁與底座之間的磁力拉伸裝置以及設置在兩個支撐架上的驅(qū)動裝置，所述磁力拉伸裝置包括豎直方向固定驅(qū)動裝置上的固定管、穿設于固定管的金屬拉桿、固定設置在金屬拉桿下端的上夾具以及對應上夾具固定設置在底座上的下夾具，所述固定管的內(nèi)壁設置有線圈。

通過采用上述技術方案，通過驅(qū)動裝置可以將磁力拉伸裝置固定設置在預設的高度，通過電源對固定管內(nèi)的線圈供電，可以使線圈瞬間產(chǎn)生磁場，使金屬拉桿在固定管內(nèi)上下移動，使上夾具和下夾具能夠?qū)悠防熳饔茫同F(xiàn)有技術相比，通過產(chǎn)生磁場對金屬拉桿施加磁場力使金屬拉桿能夠產(chǎn)生較快的加速度。

作為本實用新型的改進，所述驅(qū)動裝置包括分別設置在兩個支撐架空腔內(nèi)的電機和沿豎直方向固定連接電機轉(zhuǎn)軸的絲杠以及兩端分別套設在絲杠上的移動板。

通過采用上述技術方案，通過絲杠傳動的方式可以將金屬拉桿移動到預設的高度。

作為本實用新型的改進，移動板的兩端沿水平方向均設置有與支撐架內(nèi)的空腔適配的導向凸部。

通過采用上述技術方案，導向凸部的設置使移動板上下移動過程中不會晃動，并保持自身的板面處于水平狀態(tài)。

作為本實用新型的改進，金屬拉桿位于移動板下端的部分還固定設置有一個圓形的連接板，連接板與移動板之間連接有拉力彈簧。

通過采用上述技術方案，拉力彈簧起到能夠限定上壓頭的初始位置的特點，當施加磁場力時，上夾具在磁場力的作用下移動時，會克服彈簧力對試樣做功。

作為本實用新型的改進，所述拉力彈簧至少設置為3個。

通過采用上述技術方案，拉力彈簧優(yōu)選為三個，使固定上壓頭更為穩(wěn)定。

作為本實用新型的改進，所述電源包括高壓電容。

通過采用上述技術方案，通過電源可以使高壓電容對線圈施加正向或反向?qū)ɑ芈罚咕€圈能夠產(chǎn)生兩個相反的磁場，使上壓頭完成擠壓或者拉伸，同時電容為高壓電容，進一步增加磁場力的大小，上壓頭的瞬間加速度滿足一些要求較高的材料試驗要求。

綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：通過驅(qū)動裝置可以將磁力拉伸裝置固定設置在預設的高度，通過電源對固定管內(nèi)的線圈供電，可以使線圈瞬間產(chǎn)生磁場，使金屬拉桿在固定管內(nèi)上下移動，使上夾具和下夾具能夠?qū)悠防熳饔?，和現(xiàn)有技術相比，通過產(chǎn)生磁場對金屬拉桿施加磁場力使金屬拉桿能夠產(chǎn)生較快的加速度。

附圖說明

圖1是高速試驗機的軸測圖；

圖2是高速試驗機的部分剖視圖。

圖中，1、電容；2、底座；3、支撐架；31、條形孔；4、橫梁；41、導向孔；5、磁力拉伸裝置；51、固定管；511、線圈；52、金屬拉桿；521、連接板；522、拉力彈簧；53、上夾具；54、下夾具；6、驅(qū)動裝置；61、電機；611、絲杠；62、移動板；621、導向凸部；622、通孔。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。其中相同的零部件用相同的附圖標記表示。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是相應附圖中的方向，詞語“底面”和“頂面”、“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。

如圖1和圖2所示，一種高速試驗機，包括電容1、底座2、固定設置在底座2上的兩個內(nèi)設空腔的支撐架3、兩端分別固定設置在兩個支撐架3的頂部的橫梁4、沿豎直方向固定設置在橫梁4與底座2之間的磁力拉伸裝置5以及設置在兩個支撐架3上的驅(qū)動裝置6。

如圖2所示，磁力拉伸裝置5包括沿豎直方向固定驅(qū)動裝置6上的固定管51、穿設于固定管51的金屬拉桿52、固定設置在金屬拉桿52下端的上夾具53以及對應上夾具53固定設置在底座2上的下夾具54，上夾具53與下夾具54的作用在于固定夾持試件的兩端。其中固定管51的內(nèi)壁上設置有線圈511，線圈511的兩個接頭分別連接電容1的兩端。電容1用于儲存電能，其兩端可根據(jù)所儲存電能釋放不同方向的電流，其輸出的電流通入線圈511可使線圈511產(chǎn)生變化的脈沖磁場，從而對金屬拉桿52產(chǎn)生向上或向下的力，使金屬拉桿52向上或向下移動。

驅(qū)動裝置6的作用在于將金屬拉桿52移動到預設的高度。驅(qū)動裝置6包括分別設置在兩個支撐架3空腔內(nèi)的電機61和沿豎直方向固定連接電機61轉(zhuǎn)軸的絲杠611以及兩端分別套設在絲杠611上的移動板62，其中上述固定管51固定設置在移動板62上表面的中間位置上。兩個支撐架3相對的面的中間位置上均設置有適于移動板62上下移動的條形孔31，條形孔31的長度方向平行于電機61的轉(zhuǎn)軸的長度方向，移動板62可在電機61的驅(qū)動下沿條形孔31上下移動。

移動板62的兩端沿水平方向均設置有與支撐架3內(nèi)的空腔適配的導向凸部621，移動板62兩端的中間位置上均設置有一個螺紋孔，移動板通過螺紋孔套設在絲杠611上，當電機帶動絲杠611轉(zhuǎn)動時，可使移動板62沿條形孔31上下移動。導向凸部621的作用在于：使移動板62上下移動過程中不會晃動，并保持自身的板面處于水平狀態(tài)。

移動板62的中間部位設置有一個通孔622，上述金屬拉桿52穿設于通孔622。金屬拉桿52位于移動板62下端的部分還固定設置有一個圓形的連接板521，連接板521與移動板62之間連接有三根拉力彈簧522。其中連接板521上，固定連接拉力彈簧522的三個位置沿連接板521的周邊均勻設置。當移動版在電機61的驅(qū)動下上下移動時，可通過拉力彈簧522帶動連接板521以及金屬拉桿52上下移動。

再如圖1所示，橫梁4上設置有一個適配金屬拉桿52的導向孔41。導向孔41與通孔622可共同起到對金屬拉桿52的導向作用，使金屬拉桿52只能沿導向孔41與通孔622上下移動。

該試驗機的工作過成為：

一、 使用該試驗機檢驗試件受到拉力時的力學性能，首先調(diào)節(jié)移動板62的高度，再通過上夾具53與下夾具54將試件固定夾持試驗機上，然后根據(jù)試驗目的，使電容1輸出正向（根據(jù)線圈511的繞線方向的不同也可以是反向）的電流，線圈511得電后會對金屬拉桿52產(chǎn)生豎直向上的磁力，金屬拉桿52在線圈511所產(chǎn)生的磁力的作用下克服拉力彈簧522的彈性勢能向上移動，由于下夾具54固定設置在底座2上，所以上夾具53與下夾具54會對試件產(chǎn)生軸向的拉伸作用力，進而可以模擬檢測試件在被拉伸狀態(tài)下的力學性能。

二、 使用該試驗機檢驗試件受到壓力時的力學性能，首先通過電機61調(diào)節(jié)移動板62的位置，進而通過拉力彈簧522調(diào)節(jié)金屬拉桿52的位置，然后將試件固定在下夾具54上，此時上夾具53距離試件具有一定的距離。根據(jù)實驗目的，使電容1輸出反向（根據(jù)線圈511的繞線方向的不同也可以是正向）的電流，線圈511得電后會對金屬拉桿52產(chǎn)生豎直向下的磁力，金屬拉桿52在線圈511所產(chǎn)生的磁力的作用下克服拉力彈簧522的彈性勢能向下移動，由于下夾具54固定設置在底座2上，最終上夾具53會打在試件上，上夾具53與下夾具54會對試件產(chǎn)生軸向的壓力，進而可以模擬檢測試件在受壓狀態(tài)下的力學性能

相比于機械驅(qū)動的方式，本技術手段所采用的電磁驅(qū)動的方式的優(yōu)點在于：電磁驅(qū)動的速度受控于電容1所提供的電流，而電容1所儲存的電能可調(diào)，所以其瞬間輸出的電流也可調(diào)，當電容1輸出的電流增加到一定程度時，電磁驅(qū)動的速度更快；并且磁力拉伸裝置5在工作過程中所產(chǎn)生的內(nèi)部摩擦力較小，在一定程度上增加了設備的使用壽命或降低了設備的維修成本。

本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋，其并不是對本實用新型的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本實用新型的權利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。