專利名稱：獲得有關(guān)濕砂型試樣應(yīng)變--應(yīng)力關(guān)系數(shù)據(jù)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定濕砂型試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的方法和裝置，尤其是一種確定濕砂型試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系，以預(yù)測受到壓力、拉力及切應(yīng)力的濕砂型變形程度的方法和裝置。其中試樣是在接近實際得出給定濕砂型的條件下，通過模壓型砂以得到濕砂型而得到的。
近來，為了使生產(chǎn)的模件薄而輕，并減少生產(chǎn)工序，已然要求尺寸精確的產(chǎn)品。因此，不僅必須使?jié)沧⑷廴诮饘俚臐裆靶偷哪Ｇ怀叽缇_，尤其是在移動濕砂型或注入熔融金屬時，還須防止?jié)裆靶偷淖冃巍?br> 然而，傳統(tǒng)中人們絲毫未對濕砂型被移動或被注入熔融金屬后的潛在形變給以注意，而僅僅測試濕砂型的硬度或強度，或者型砂的可壓實性或透氣性。另外，對于模腔被移動或注入熔融金屬時模腔形變，削弱產(chǎn)品尺寸的精度的原因也未做過研究。作為發(fā)明者研究濕砂型型砂的結(jié)果，找到了這一原因。
由于上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種獲取有關(guān)試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的數(shù)據(jù)，以預(yù)測濕砂型在被移動之后，或者被注入熔融金屬后所致變形的方法和裝置，其中試樣由在接近實際得出給定濕砂型的條件下模壓型砂用以得到濕型砂而得到的。
為實現(xiàn)上述目的，在如

圖1所示的一種情況下，本發(fā)明提供了一種得到有關(guān)試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的數(shù)據(jù)，以預(yù)測濕型砂形變程度的方法，其中試樣是在接近實際得出給定濕砂型的條件下，通過模壓型砂用以得到濕砂型而制得，其特征在于，此方法包括以下步驟隨著時間的流逝逐漸增加地改變加給試樣的負荷(圖1中的方框21)；以小間隔測量在變化負荷的條件下試樣的負荷變化和長度變化(圖1中的方框22)；根據(jù)這種小間隔的測量結(jié)果計算試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系(方框22)；根據(jù)算得的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系存儲數(shù)據(jù)(方框23)。
在本發(fā)明中，應(yīng)變包括壓應(yīng)變，拉應(yīng)變和剪切應(yīng)變，而應(yīng)力包括壓應(yīng)力，拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力。
為實現(xiàn)上述目的，在如圖2所示的另一種情況下，本發(fā)明提供了一種得到有關(guān)試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的數(shù)據(jù)，以預(yù)測濕砂型形變程度的裝置，其中試樣是在接近實際得出給定濕砂型的條件下，通過模壓型砂用以得到濕砂型而得到的，其特征在于，此裝置包括支撐試樣一端的第一支承件1；支撐由第一支承件1支撐的試樣另一端的第二支承件2；通過從轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成直線運動的球狀螺釘3，始終將逐漸增加的變化負荷加到第一和第二支承件1、2中至少一個上面的伺服電機4；用于將指令送給伺服電機4，使其輸出扭矩的扭矩指令機構(gòu)5，以小間隔測量試樣長度變化的長度測量機構(gòu)6，根據(jù)長度測量機構(gòu)6的測量結(jié)果和由扭矩指令機構(gòu)5給定的扭矩值，以小間隔計算試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的計算機構(gòu)7，存儲計算機構(gòu)7的計算結(jié)果的存儲器8。
在本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)中，伺服電機4由扭矩指令機構(gòu)5驅(qū)動，推進或退回球形螺釘來壓縮或拉伸試樣。始終通過測量機構(gòu)6以小間隔測量試樣長度的變化，然后由計算機構(gòu)7按各間隔計算出被測試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系并將根據(jù)計算結(jié)果的數(shù)據(jù)儲存在存儲器8中。由于由型砂所得濕砂型的性質(zhì)是利用存儲器中的數(shù)據(jù)得到，所以可預(yù)知濕砂型因移動或被注入熔融金屬而發(fā)生的形變程度。
另外，為達到上述目的，在如圖3所示的本發(fā)明再一種情況下，本發(fā)明提供了一種得到有關(guān)試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的數(shù)據(jù)的裝置，以預(yù)測濕砂型的形變程度，其中試樣是在接近實際得出給定的濕砂型的條件下，通過模壓型砂用以得到濕砂型而得到的，其特征在于，該裝置包括支撐試樣一端的第一支承件1；支撐由第一支承件1支撐的試樣另一端的第二支承件2；始終通過從轉(zhuǎn)動變換成直線運動的球形螺釘3將逐漸增加的變化負荷加到第一和第二支承件1、2中至少一個支承件上的伺服電機4；以小間隔測量加到試樣上的變化負荷的負荷測量機構(gòu)9；以這種小間隔測量試樣的長度變化的長度測量機構(gòu)6；根據(jù)長度測量機構(gòu)6和負荷測量機構(gòu)5的測量結(jié)果，計算以小間隔測得的試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的計算機構(gòu)7；儲存由計算裝置7以小間隔算得的結(jié)果的存儲器8。
在本發(fā)明這種情況的裝置的結(jié)構(gòu)中，伺服電機4被驅(qū)動，推進或退回球形螺釘，以壓縮、拉伸或剪切試樣。試樣形變的變化始終由測量機構(gòu)6以小間隔進行測量。加給試樣的變化負荷由負荷測量機構(gòu)9以這種小間隔加以測量。另外，在這種小間隔時試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系由計算機構(gòu)7計算，有關(guān)計算結(jié)果的數(shù)據(jù)被儲存到存儲器8中。由于由型砂所得濕砂型的性質(zhì)是利用存儲器中的數(shù)據(jù)得到的，所以濕砂型因其移動或被注入熔融金屬所致形變的程度就可被預(yù)知。當(dāng)設(shè)計模板時，設(shè)計者就可將這一預(yù)知的形變信息反饋到設(shè)計模板中，以防止當(dāng)從模板取出濕砂型時發(fā)生形變。
圖1是本發(fā)明第一方面的構(gòu)造的流程圖；圖2是本發(fā)明第二方面的構(gòu)造的方框圖；圖3是本發(fā)明第三方面的構(gòu)造的方框圖；圖4是本發(fā)明第一實施例的示意圖；圖5是圖1中微型計算機的操作方框圖；圖6是利用本發(fā)明得到的試樣被加載時的應(yīng)變——應(yīng)力的關(guān)系曲線；圖7是本發(fā)明第二實施例中微型計算機的操作方框圖。
以下參照圖4說明本發(fā)明的第一實施例。平臺1起第一支承件的作用，以支承試樣T，它被設(shè)置在支承框架11的下部中央。包括伺服電機4和朝下指向的球形螺釘3的電動油缸12被裝在框架上并位于平臺1的上方。伺服電機4裝有起長度測量機構(gòu)6作用的旋轉(zhuǎn)編碼器13。伺服電動機4與伺服驅(qū)動器14電連結(jié)，所述伺服驅(qū)動器14本身又與微型計算機15電連結(jié)。
如圖5所示，微型計算機15有許多功能，如按時間控制伺服電機4的時間控制機構(gòu)16；計算加到試樣T上的負荷強度的負荷計算機構(gòu)17；將由負荷計算機構(gòu)17計算出的力轉(zhuǎn)變成伺服電機4的扭矩，以輸出扭矩的負荷/扭矩轉(zhuǎn)換機構(gòu)18；指令伺服驅(qū)動器14根據(jù)扭矩指令機構(gòu)19的變換結(jié)果輸出所需扭矩的指令機構(gòu)19；儲存由旋轉(zhuǎn)編碼器13測得的試樣形變程度和以小間隔測量的負荷強度的存儲器20。
另外，如圖4所示，第二支承件2起將負荷傳給試樣的部件的作用，此支承件2被固定在電動油缸12的螺桿下端。
以下說明此裝置的操作情況。首先，在接近實際得出給定濕砂型的條件下通過對濕砂型壓縮型砂制做試樣。然后將試樣放在平臺1上，隨之驅(qū)動裝置。由此，電動油缸12的伺服電機4被驅(qū)動，以降低負荷件2。這個部件2壓迫著試樣T。試樣T的加壓按每JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))技術(shù)規(guī)范為SZ2604進行，以試驗型砂，加到試樣上的負荷的增量比為0.3N/cm2(此式來自JIS2601，1993版)。
在負荷件2向下移動接觸到試樣T后，伺服驅(qū)動器14由微型計算機15的扭矩指令操縱，同時負荷件2上的負荷始終增加。變化的負荷以及由此而造成的試樣T的長度變化在各間隔中由旋轉(zhuǎn)編碼器13來測量。根據(jù)測量結(jié)果，由微型計算機15計算試樣在各間隔中的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系，再儲存其數(shù)值。所儲存的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系數(shù)據(jù)由圖6表示，它表示了對三個型砂試樣的測試結(jié)果。點A、B、C表示三個試樣各自的變形極限。由此，再看圖6，可預(yù)測由用于試驗的同樣型砂制得的濕砂型的形變。
在上述的第一個實施例中，加到試樣T上的負荷是間接被測量的，而伺服電機4的輸出強度被做為加到試樣T上的負荷。然而，這種結(jié)構(gòu)可由如圖7所示的第二個實施例中的結(jié)構(gòu)替代。在第二個實施例中，比如電動油缸12可被安排在支持框架11的下部，并且螺桿與負荷件2滑配合。在這種情況下，負荷元件可放在負荷件2上做為負荷測量機構(gòu)9。因此，加給試樣T的負荷在負荷元件被壓縮的情況下由負荷元件測量。這種結(jié)構(gòu)對于球形螺釘3和/或任何其它機構(gòu)將摩擦阻力傳給伺服電機4都是有效的。
另外，在第二實施例中，負荷元件的輸出信號被送給微型計算機15，并計算和儲存在每個間隔上的關(guān)于應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的數(shù)據(jù)。
在第一和第二實施例中，將一壓力負荷加給試樣T。然而，取而代之，可以適當(dāng)方式通過夾持或拉伸試樣，將一拉伸負荷施加于其上。雖然在第一和第二實施例中通過改變伺服電機4的扭矩來改變負荷強度，代替這個，也可通過改變通入其中的電流來改變這個負荷強度。
恰如從以上描述所看到的那樣，在本發(fā)明中始終加給試樣以逐漸增強的負荷；在每個小間隔內(nèi)都測量變化的負荷及由變化負荷產(chǎn)生的試樣長度的變化；并根據(jù)這些測量結(jié)果，計算和儲存各小間隔中試樣在變化負荷下的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的數(shù)據(jù)。因此，本發(fā)明使人們根據(jù)所存儲的數(shù)據(jù)得到濕砂型的性質(zhì)，并預(yù)測其在被移動或注入熔融金屬時濕砂型可能發(fā)生的形變，從而能預(yù)先考慮這種形變。于是，就能夠容易而可靠地解決濕砂型的移動或因注入熔融金屬而變形，這是迄今為止所未曾達到的本發(fā)明的最顯著的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種用于得到試樣的關(guān)于應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的數(shù)據(jù)，以預(yù)測濕砂型形變程度的方法，其中試樣是在接近實際得出給定的濕砂型的條件下通過模壓型砂用以得到濕砂型而得到的，所述方法包括以下步驟始終在試樣上施加逐漸增大的變化負荷；以小間隔測量變化的負荷及試樣在變化負荷下的長度變化，和根據(jù)這種以小間隔的測量結(jié)果計算試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系，并儲存根據(jù)計算得到的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系數(shù)據(jù)。
2.一種用于得到試樣的關(guān)于應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的數(shù)據(jù)，以預(yù)測濕砂型形變程度的裝置，其中試樣是在接近實際得出給定的濕砂型條件下通過模壓型砂用以得到濕砂型而得到的，所述裝置包括支撐試樣第一端的第一支承件(1)；支撐由第一支承件(1)支撐的試樣第二端的第二支承件(2)；始終通過其運動由旋轉(zhuǎn)變換成直線運動的球形螺釘將逐漸增大的變化負荷施加給第一和第二支承件(1、2)中至少一個的伺服電機(4)；用于向伺服電機發(fā)出指令，使其輸出扭矩的扭矩指令機構(gòu)(5)；用于以小間隔測量試樣的長度變化的長度測量機構(gòu)(6)；用于根據(jù)長度測量機構(gòu)以小間隔進行的測量結(jié)果和由扭矩指令機構(gòu)給出的扭矩數(shù)值計算試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的計算機構(gòu)(7)；用于儲存由計算機構(gòu)算得的結(jié)果的存儲器(8)。
3.一種用于得到關(guān)于試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的數(shù)據(jù)，以預(yù)測濕砂型形變程度的裝置，其中試樣是在接近實際得出給定的濕砂型條件下通過模壓型砂用以得到濕砂型而得到的，所述裝置包括支撐試樣第一端的第一支承件(1)；支撐由第一支承件(1)支撐之試樣第二端的第二支承件(2)；始終通過其運動由旋轉(zhuǎn)變換成直線運動的球形螺釘將逐漸增大的變化負荷施加給第一和第二支承件(1、2)中至少一個的伺服電機(4)；用于以小間隔測量加給試樣的變化負荷的負荷測量機構(gòu)(9)；用于以上述小間隔測量試樣的長度變化的長度測量機構(gòu)(6)；用于根據(jù)長度測量機構(gòu)和負荷測量機構(gòu)以小間隔進行的測量結(jié)果，計算試樣的應(yīng)變——應(yīng)力關(guān)系的計算機構(gòu)(7)；以及用于儲存由計算機構(gòu)(7)算得的結(jié)果的存儲器(8)。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種用于獲得在變化負荷下型砂試樣的應(yīng)變—應(yīng)力關(guān)系的數(shù)據(jù)，以預(yù)測濕砂型在被移動或被注入熔融金屬之后發(fā)生形變程度的方法。濕砂型的型砂試樣是通過模壓型砂得到的。變化的負荷以及在變化負荷下試樣的長度變化都以小間隔被測量。根據(jù)這些測量結(jié)果，計算試樣的應(yīng)變—應(yīng)力關(guān)系，隨之儲存這種數(shù)據(jù)。所儲存的數(shù)據(jù)被用于預(yù)測由被測的同樣型砂制得的濕砂型的形變程度。
文檔編號G01N3/00GK1138695SQ95121878
公開日1996年12月25日 申請日期1995年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月2日
發(fā)明者理西田 申請人:新東工業(yè)株式會社