[发明专利]拉压剪切复合实验设备

说明书

本发明公开了一种材料拉压剪切复合实验设备，包括拉压支持机构、剪切支持机构、夹持机构、拉压和剪切动力机构。对试件进行装夹时通过夹持机构的固定装置避免试件夹紧过程中夹紧力使试件变形。设备用于使夹持的试件产生拉压和剪切应变或者应力，可以控制其加载比例、速度、是否卸载等。拉压由拉压丝杠带动拉伸压缩板产生，通过剪切支撑板作用在工件上，并由拉压支持机构抵消作用力的影响。剪切力由剪切丝杠带动上支撑块产生，通过下固定板作用在试件上，由剪切支持机构来抵消剪切力。本发明解决了试件在应变和应力空间下加载路径连续变化的需求。

技术领域

本发明涉及材料性能测试领域，更具体地说是一种材料拉、压、剪切复合变化的测试设备。

背景技术

金属板料拉伸、压缩、剪切试验是常见的材料力学性能表征手段。

现有技术中，授权公告号为CN108152149A的中国发明专利文件当中公开了一种真三轴剪切实验装置及其使用方法包括机架，所述机架的底端设置有第二垂直油缸，且第二垂直油缸的顶端放置有下固定件，所述下固定件的上部设置有第二剪切盒体，且第二剪切盒体的上部设置有第一剪切盒体，所述第一剪切盒体和第二剪切盒体的端部分别设有试件放置槽，且试件放置槽内放置有试件，所述试件的顶端放置有上固定件，且上固定件的顶端设有框架，所述框架内设有转轴，所述框架的上部设有第一垂直载荷油缸，所述第一剪切盒体的左端设置有第一水平载荷油缸，且第二剪切盒体的右端设置有第二水平载荷油缸。该发明通过水平方向施加力进行剪切，其余两个方向对试件施加载荷，但是该装置不能准确控制拉、压、剪切的位置和速度，且拉、压和剪切之间相互影响，没办法准确表征材料复杂变形下的力学性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种拉压剪切复合实验设备，可以对试件实施拉伸、压缩和剪切的单独或者复合实验，在复杂应变路径下观察材料力学性能。

本发明的目的通过以下方案来实现：

一种拉压剪切复合实验设备，试件夹持机构上端与剪切支撑板相连，下端与上支撑块连接。拉压支持机构固定在底板上表面，剪切支撑板位于拉伸支持机构两侧剪切支撑板之间，其通过拉压轴与拉压动力板连接。上支撑块安装在底板上，通过支撑块连接轴与位于底板下方的下支撑块连接。剪切丝杠两端分别固定在剪切两侧支撑板上，并延长通过剪切丝杠支撑座后与剪切带轮相连接。剪切板两端固定在两根剪切丝杠上，通过剪切轴与支撑块另一侧的剪切力传感器相连。

通过采用上述方案，试件在夹持机构上，由夹持机构上、下固定板带动可完成拉伸、压缩和剪切的单独以及复合运动，且伸、压缩力和剪切力之间干扰由支撑机构抵消掉大部分，能保证力参数准确。

所述的剪切支持机构，包括侧面加强筋、左剪切侧支撑板、上支撑梁、右侧支撑板、两侧支撑滑动装置、支撑梁位置调整结构和下支撑梁，其特征在于上支撑梁和下支撑梁位于左剪切侧支撑板和右侧支撑板之间，支撑梁和支撑板连接位置两侧均有支撑梁位置调整结构。

通过采用上述方案，左侧剪切支撑板和右侧剪切支撑板可以通过支撑梁调整相对距离，从而配合剪切支撑板以及其两侧的滑动装置安装，产生预紧力，不仅可方便安装，还可以提高设备运行精度。

所述的试件夹持机构包括上固定板、试件压紧板、下固定板、外夹紧板和装夹定位板，上固定板固定在剪切支撑板下表面，下固定板固定在支撑块上表面，装夹定位板位于上、下固定板之间，外夹紧板位于装夹定位板和上、下固定板之间。

通过采用上述方案，现有装夹定位板配合外夹紧板，固定上、下固定板的相对位置，可以避免试件在夹紧时由于夹紧力的作用而发生变形。

所述的剪切支撑板包括两侧固定板、上加强筋、下加强筋和中间支撑板，其特征在于上加强筋直接连接两侧固定板，位置在位于滑块固定孔中间，下加强筋为三角形，位置与上加强筋沿中间支撑板上下对称，两侧下加强筋中间的位置安装上固定板。