[实用新型]一种非金属材料仪器化冲击试验冲击刀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冲击刀，尤其涉及一种非金属材料仪器化冲击试验冲击刀。

背景技术

目前，在非金属冲击试验中，一般普通的试验方法是将具有一定重量G的摆锤举上一定高度，使其获得一定的势能E1＝EH1，释放摆锤冲击试样，摆锤抬起高度H2，其剩余能量E2＝EH2，两者能量差为：E1-E2＝GH1-GH2＝G(H1-H2)，其中部分能量消耗于冲断试样，部分用于机械振动、摩擦、发热等。数字化冲击试验方法中，把功定义为：通过摆锤一次打断夏比冲击试样，测出冲击力—位移曲线，该曲线下的面积为冲断试样消耗的总能量(即冲击功)，这就涉及到两个待测参数：力及位移的精确感知与测量。

实用新型内容

针对以上缺陷，本实用新型的目的是提供一种结构简单紧凑、测量精确、可实现力信号的精确采集、有利于进行数据分析与评价、具有可视化检测结果的非金属材料仪器化冲击试验冲击刀，从而准确实现非金属材料仪器化冲击试验机力数据采集的目的。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种非金属材料仪器化冲击试验冲击刀，包括摆锤组件及力传感器，所述摆锤组件侧部刀槽内安装弹性元件，所述弹性元件前端设有冲击刀口，所述力传感器由弹性元件及设置于元件上的力传感器应变片组成。

本实用新型所述的非金属材料仪器化冲击试验冲击刀的有益效果为：可用于试样悬臂放置时进行仪器化冲击试验，作用到冲击试样上的力在几十微秒内经历一个复杂的变化过程，可精确记录冲击过程中力的变化情况，通过力采集系统、经信号放大、传输至上位机、并把数据存储，合理解决了非金属材料仪器化冲击试验机力数据采集的关键问题。

附图说明

下面根据实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是冲击试验悬臂梁冲击刀的工作状态示意图；

图2是本实用新型实施例所述非金属材料仪器化冲击试验冲击刀的结构示意图；

图3是本实用新型实施例所述非金属材料仪器化冲击试验冲击刀的弹性元件结构示意图；

图4是本实用新型实施例所述非金属材料仪器化冲击试验冲击刀的传感器与上位机联接电路连接示意图。

图中：

1、摆锤组件；2、试件；3、锤柄；4、弹性元件；5、冲击刀口；6、力传感器应变片。

具体实施方式

如图1-4所示，本实用新型所述的非金属材料仪器化冲击试验冲击刀，包括带有锤柄3的摆锤组件1及力传感器，其中的力传感器由弹性元件4及其设置于元件上的力传感器应变片6组成，所述摆锤组件1侧部刀槽内安装弹性元件4，所述弹性元件4前端设有冲击刀口5，其中的力传感器应变片6由敏感栅、引线、粘结剂、基底和盖层组成。数字化冲击试验机工作过程中，冲击力在几十微秒之内变化幅度约为10^-2～10⁷N，且工作环境恶劣；因此对弹性元件材料有以下要求：(1)强度与弹性极限高；(2)具有较高的冲击韧度和疲劳极限；(3)弹性模量温度系数小而稳定；(4)热处理后应有均匀稳定的组织，且各向同性；(5)热膨胀系数小；(6)具有良好的机械加工和热处理性能；(7)弹性滞后应尽量小，因此可选择35CrMnSiA作为弹性元件的材料。35CrMnSiA用于高精度传感器，弹性模量为：E＝2.10×10²GPa。其中的传感器力信号经放大、滤波之后，经数据采集卡传输至上位机，存储至软盘，由自行开发的软件进行数据分析与评价，显示冲击结果，从试验机对试件2施加力开始，到力、位移信号经过放大、A/D转换各部分的精确性，将直接影响试验结果，因此对测力系统各部分都提出了要求。

以上本实用新型所述的非金属材料仪器化冲击试验冲击刀，其中的弹性元件4由于形状不同可分为杆柱、筒式、环式、板式、梁式、剪切轮幅式和双连孔式等多种结构，设计弹性体结构不仅要满足传感器性能要求，还应考虑到传感器的应用环境，弹性体结构必须与传感器的应用环境相适应。依据数字化冲击试验机力采集系统的要求，杆式弹性元件需结构简单紧凑，可承受较大载荷，其截面形状分为方形、实心圆形和空心圆形，为保证应变计粘贴质量，可采用方形截面，并依据冲击刀口具体形状设计结构。