[发明专利]一种双向十字拉伸测试装置

说明书

本申请公开了一种双向十字拉伸测试装置，包括，十字底座设置有十字凹槽，梯形块底座沿分槽滑动；梯形块底座上设置挡板，梯形块设置在挡板面向十字底座中心位置的一侧，梯形块底座的一端固定设置夹持部件，拉力传感器设置在梯形块底座与夹持部件之间；下压头设置在十字下压臂的中心位置，梯形块的底边靠在挡板上，梯形块的斜边与十字下压臂的顶端滚轮相抵；十字下压臂上设置直角定位孔，定位销穿过定位孔，其底端与十字凹槽中间直角固定在一起，弹簧套设在定位销上；十字底座内壁设置凹槽，标尺光栅设置在凹槽内，梯形底座上设置与标尺光栅对应的光栅读数头。本发明实施例提供的装置，在水平方向上匀速拉伸试件，提高材料拉伸性能测试的准确性。

技术领域

本申请涉及材料拉伸性能测试装置领域，尤其涉及一种双向十字拉伸测试装置。

背景技术

国内外能够对金属或复合材料进行双向十字拉伸性能测试的装置，主要有液压式和机械式两种。现有液压式测试装置需要额外的闭环控制系统，实现不同拉伸比例，因此，整个机构的结构复杂、价格较高。而机械式双向十字拉伸测试装置因其造价低廉、结构可靠等特点被广泛使用。

现有机械式双向十字拉伸测试装置的顶部设置有顶部装有万向头的十字加荷头，十字加荷头通过四个铰链分别与四根互相对称的斜撑杆的一端铰接，斜撑杆的另一端通过铰链分别与水平方向上的测力传感器铰接。在测力传感器朝内的一端水平设置夹持装置，四个夹持装置水平夹持试件，使试件与斜撑杆之间呈一定的角度。当下压十字加荷头时，斜撑杆向外拉伸测力传感器和夹持装置，使夹持装置对试件施加向外的拉力。随着十字加荷头的下压，斜撑杆与试件之间的夹角减小。由力学原理可知，当两个垂直方向上斜撑杆的长度不同时，斜撑杆与试件之间的夹角不同，从而对试件的拉力不同。也就是说试件在垂直方向上的拉伸比例与两个垂直方向上斜撑杆与试件之间的夹角有关，设置适当的角度就能够实现一定的拉伸比例。

但是，由于两个垂直方向上斜撑杆与试件之间夹角的限制，无法获得较大不同拉伸比例范围内材料的力学性能，因而基于获得的材料拉伸性能测试结果无法构建准确的屈服轨迹。另外，在以恒定的速度下压十字加荷头时，斜撑杆与试件之间的夹角在变小，根据矢量的合成与分解原理，对速度进行分解可知在变形过程中试件在拉伸方向上的拉伸速度是变化的、不稳定的，从而影响试件材料力学性能测试的准确性。

发明内容

本申请提供了一种双向十字拉伸测试装置，以解决现有机械式拉伸装置在做不同拉伸比例的拉伸试验时，拉伸比例受限制、范围小，不能全面测试材料不同拉伸比例(1：1-1：4)下力学性能的问题；以及，在以恒定的速度下压十字加荷头时，在试件十字拉伸方向上的拉伸速度不稳定导致力学性能测试不准确的问题。

本发明实施例提供一种双向十字拉伸测试装置，包括：十字底座、梯形块底座、梯形块、十字下压组件、夹持部件、拉力传感器、弹簧、标尺光栅及光栅读数头，其中：

所述十字底座设置有十字凹槽，所述梯形块底座分别设置在所述十字凹槽的四个分槽内，并沿所述十字凹槽的分槽滑动；

所述梯形块底座上垂直设置有挡板，所述梯形块活动设置在所述挡板的内侧，所述梯形块底座面向所述十字底座中心点的一端固定设置所述夹持部件，所述拉力传感器设置在所述梯形块底座与所述夹持部件之间；

所述十字下压组件包括十字下压臂和下压头，所述下压头设置在所述十字下压臂的中心位置，所述梯形块的底边靠在所述挡板上，所述梯形块的斜边与所述十字下压臂的顶端滚轮相抵；

所述十字底座的内壁平行设置有凹槽，所述标尺光栅设置在所述凹槽内，所述梯形底座上设置与所述标尺光栅对应的光栅读数头；

所述梯形块底边与斜边间的夹角设置为不同的角度。