[发明专利]二维超声振动拉伸试验装置

说明书

二维超声振动拉伸试验装置，包括上拉伸连接组件、上夹持组件和试件下卡接组件，待拉伸测试的试件的上端头夹持在上夹持组件内，待拉伸测试的试件的下端头卡接在下卡接组件内，上夹持组件顶部连接有竖向超声振动发生组件，上夹持组件顶部连接有水平超声振动发生组件，上拉伸连接组件下端部与上夹持组件连接。本发明结构简单，采用分体式结构组装而成，拆卸方便，此外本发明在进行拉伸试验时附加了二维超声振动，是单一振动条件下的升华，因此可以探究在多维超声振动作用下材料力学性能的变化；本发明也可适合于一些其它难加工材料的力学性能拉伸测试。

技术领域

本发明属于机械难加工材料力学性能测试技术领域，具体涉及一种二维超声振动拉伸试验装置。

背景技术

铝基碳化硅是一种具有耐磨性好、耐腐蚀性好、比强度高、比模量高、耐高温、热膨胀系数小等综合优秀力学性能的复合材料，被广泛运用于航空航天、光学精密仪器、军工等领域。但是由于该复合材料中基体与增强相截然不同的力学性能，使得其切削加工性能很差，加工效率和加工精度都低，限制了其进一步的使用。因此，如何提高铝基碳化硅的加工效率及保证其加工精度是当前研究的重点。超声加工是一种特种加工，是在传统加工方法的基础上施加超声振动来对材料进行去除，由于其特性很适合于一些硬、脆等难加工材料的加工，但在超声振动作用下材料的力学性能是否发生了变化、以及怎样的变化目前尚不是太清楚，尤其是在多维振动条件下材料的力学性能。基于以上原因，亟需设计一种超声振动拉伸装置来探究在二维超声振动作用铝基碳化硅下对材料性能的影响有着重要的指导意义。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、便于装拆、特别适用于铝基碳化硅材料力学性能测试的二维超声振动拉伸试验装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：二维超声振动拉伸试验装置，包括上拉伸连接组件、上夹持组件和试件下卡接组件，待拉伸测试的试件的上端头夹持在上夹持组件内，待拉伸测试的试件的下端头卡接在下卡接组件内，上夹持组件顶部连接有竖向超声振动发生组件，上夹持组件顶部连接有水平超声振动发生组件，上拉伸连接组件下端部与上夹持组件连接。

上拉伸连接组件包括顶板、连接板和上连接壳，顶板水平设置，连接板竖向设置两块，两块连接板的上侧边分别固定设置在顶板下表面的左侧和右侧，顶板上表面中心处固定设有T型连接块；上连接壳前后侧均敞口，上连接壳的底部中间位置沿前后方向开设有一条上长槽孔，上连接壳的底部上表面在上长槽孔的左右两侧分别设有上台阶结构，T型连接块的头部装配在上连接壳内，T型连接块的头部下表面与左右两侧的上台阶结构相适配，T型连接块的竖向杆部穿过上长槽孔。

上夹持组件包括底板和安装壳，底板水平设置，两块连接板的下侧边分别与底板上表面的左侧和右侧固定连接，底板上表面中心处开设有圆形的定位槽，定位槽的中心开设有上下通透的穿孔，安装壳为前侧、后侧和底部均敞口的长方体状壳体结构，安装壳的下部左侧和右侧分别水平设有矩形板，两块矩形板通过竖向设置的连接螺栓组件与底板固定连接，定位槽与安装壳底部敞口侧上下对应，定位槽的直径等于安装壳内腔在左右方向上的尺寸，安装壳顶部固定连接有用于连接竖向超声振动发生组件的上内螺纹套，上内螺纹套和穿孔的中心线重合，安装壳左侧部或右侧部固定连接有用于连接水平超声振动发生组件的侧内螺纹套，侧内螺纹套的中心线与上内螺纹套的中心线垂直，侧内螺纹套、穿孔和上内螺纹套的中心线位于同一个竖向平面上；

试件包括同轴线一体结构的上圆柱体和下圆杆体，上圆柱体的外径等于定位槽的直径，下圆杆体穿过底板上的穿孔，上圆柱体下端装配在定位槽内，上圆柱体位于安装壳内，在连接螺栓组件的连接作用下，上圆柱体的顶部与安装壳的顶部内壁顶压接触。