[实用新型]一种动态摩擦系数测试仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测试材料间动态摩擦系数的装置，尤其是测试低强度材料间的动态摩擦系数的仪器。

背景技术

随着航天、军事工业等的快速发展，固体材料间的摩擦效应受到重视与研究。冲击加载下材料的摩擦效应更是研究的重要方向。然而冲击加载下材料间摩擦性能研究缺乏有效的实验手段。现有动态摩擦测量实验装置主要包括两类：第一类是如文献[Rajagopalan，V.Prakash.A ModifiedTorsional Kolsky Bar for Investigating Dynamic Friction.ExperimentalMechanics.39(4)：295-303(1999).以及H.D.Espinosa，A.Patanella and M.Fischer.A Novel Dynamic Friction Experiment Using a Modified Kolsky BarApparatus.Experimental Mechanics.40(2)：138-153(2000).]中涉及的通过改进霍普金森扭杆建立的动态摩擦实验装置。利用该装置进行测试时，要求试样形状为薄管状，试样的加工存在一定的难度，尤其是对于强度较低的材料，很难加工成薄管状试样进行材料间的动态摩擦系数的测试。同时，由于利用该装置进行测试时，试样中压缩波传播速度快于扭转波，因此在实验有效加载之前，压缩加载已经作用于试样，对于脆性材料试样可能已经发生表面破坏，这样获得的摩擦性能并非原始材料表面摩擦工况，实验结果的有效性受到破坏；第二类是如文献[V.Prakash，R.Clifton.Time ResolvedDynamic Friction Measurement in Pressure-shear.Experimental Mechanics.35：329-336(1995).与H.D.Espinosa，M.Mello，Y.Xu.A Variable SensitivityDisplacement Interferometer with Application to Wave Propagation Experiments.J.Appl.Mech.64：123-131(1997).]中所涉及的建立基于斜碰撞实验的动态摩擦系数测量装置，该装置利用弹性平面波简化分析并解释实验结果。但是，利用这类装置的实验测试过程繁琐并且复杂。同时，由于对试样的压缩加载强度非常高，低强度材料和脆性材料不适用于此种装置。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以有效测试动态加载下材料间摩擦系数的测试装置。该装置操作简单，具有有效加载时间长并且不破坏试样表面工况的特点，测试结果能实时反映加载条件下摩擦系数的变化情况。

本实用新型的动态摩擦系数测试仪由撞击杆，加载入射杆，两个加载透射杆，两个剪应力计，两片电阻应变片，两片金属垫片组成。撞击杆是一端为光滑平面的圆柱杆，该光滑平面端作为撞击端撞击加载入射杆。加载入射杆是直径与撞击杆相同的圆柱杆，与撞击杆对应的撞击面为光滑平面，另一端为突出楔形，突出楔形的两个平面分别与加载入射杆轴向成45°角。两个完全相同的加载透射杆均为圆柱杆，直径小于加载入射杆楔形平面的直径；加载透射杆的一端为光滑平面，该光滑平面上粘贴有剪应力计，剪应力计上面粘贴有金属垫片。加载透射杆中段的表面粘贴有电阻应变片。

测试时，待测试样组件由两个大试样和两个小试样组成，大、小试样的形状均为圆柱形，大试样直径小于加载入射杆楔形平面直径，小试样直径小于大试样直径，两个大试样与加载入射杆楔形的两个平面分别粘接，两个小试样分别粘贴在两片金属垫片上，大小试样之间的接触面按照摩擦测试要求进行不同粗糙度处理后，自然紧密接触。

本实用新型可以取得以下有益效果：

本装置结构简单。通过粘贴不同材料试样，以及进行相应的试样组合变化，即可实现不同材料间的动态摩擦系数测试。直接通过对压力和摩擦力的测试获取摩擦系数，可靠性比较好。对待测材料无特殊限制，只要能加工成大小试样组件即可进行测试。尤其本装置可以通过调整撞击杆的速度实现比较低的加载强度，不至于使待测材料造成破坏，因此可广泛应用于各种强度材料间的动态摩擦系数测试。

附图说明

图1是使用本实用新型时的结构状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体说明。