[发明专利]一种由单轴驱动转换成双轴变比例拉伸的材料性能测试装置及方法

说明书

本发明一种由单轴驱动转换成双轴变比例拉伸的材料性能测试装置及方法，尤其是适用于于橡胶、沥青、非晶体高聚物、含能材料等在拉伸的过程中存在一定形变的粘弹性材料；包括夹头、上导轨、下导轨、导向杆、滑块、拉绳、预紧装置及滑轮，所述结构相同地上导轨与下导轨相对设置，上导轨与导轨之间通过导向杆相连，所述下导轨朝向上导轨一面上开设有凹槽，其中凹槽上还滑动设有滑块；本发明提供的由单轴驱动转换成双轴变比例拉伸的材料性能测试装置上可完成多种加载比例的双轴拉伸试验，充分利用了现有单轴试验设备，解决了双向拉伸试验设备匮乏、设备昂贵造成的双向拉伸试验困难，为理论研究和工程设计提供了有力支持。

技术领域

本发明是一种由单轴驱动转换成双轴变比例拉伸的材料性能测试装置及方法，尤其适用于橡胶、沥青、非晶体高聚物、含能材料等在拉伸的过程中存在一定形变的粘弹性材料。

背景技术

目前，研究材料力学性能所采用的测试装置较多采用在单轴转变成双轴进行的，比如国家知识产权局公布了申请号为201811551678.3、名称为：单轴拉伸转换双轴拉伸的实验装置的发明专利，虽然能实现在单轴情况下实现双轴的拉伸，但在横向载荷为变应力和变应变率拉伸；再如国家知识产权局公布了申请号为201110182232.X、名称为：双轴同步拉伸装置的发明专利虽然能实现双轴的等比拉伸，但双轴的拉伸比例不可调节。再如国家知识产权局公布了申请号为201510586604.3、名称为拉伸比例可调式双轴拉伸夹具，虽然实现了在双轴情况下比例可调，但无法控制双轴有效施加载荷的大小，而且接触摩擦不可避免地对实验造成较大的误差，又如国家知识产权局公布了申请号为201610107468.X、名称为一种简易的、拉伸比例可调式双轴同步拉伸装置及方法，虽然可以实现双轴同步拉伸，但拉伸过程并不能控制应变率的恒定。因此，需要一种单轴实现双轴的可以保持拉伸速度和拉伸载荷大小试验装置及方法，并且设备结构简单，安装方便，测量准确，成本低廉，适用于橡胶、沥青、固体推进剂等材料的双轴拉伸试验及生产。

发明内容

针对现有技术中提到的问题，本发明提供一种由单轴驱动转换成双轴变比例拉伸的材料性能测试装置。

本发明一种由单轴驱动转换成双轴变比例拉伸的材料性能测试装置，包括夹头、上导轨、下导轨、导向杆、滑块、拉绳、预紧装置及滑轮，所述结构相同地上导轨与下导轨相对设置，上导轨与下导轨之间通过导向杆相连，所述下导轨朝向上导轨一面上开设有第一凹槽，其中第一凹槽上还滑动设有滑块；所述下导轨上还设有滑轮，所述滑轮通过滑轮连接孔安装于下导轨上，其中拉绳绕过滑轮一端与滑块通过预紧装置相连，另一端穿过上导轨上设置的第一预紧螺纹孔并通过预紧装置与上导轨相连，其中夹头设于上导轨远离下导轨面的中心处，并通过加载装置夹持固定。

优选地，所述上导轨与下导轨为十字型，下导轨上的第一凹槽沿下导轨轴向排列设置，所述上导轨与下导轨沿Y轴方向均设有一对滑轮连接孔，上导轨与下导轨沿X轴方向均设有多对滑轮连接孔，所述多对滑轮连接孔安装位置对应不同的加载比例。

优选地，所述第一预紧螺纹孔设于上导轨四周，第一预紧螺纹孔两端安装有用于导向杆连接的上导向孔，所述第一预紧螺纹孔与上导向孔均位于同一水平面内，其中下导轨沿X轴方向的相对应位置设有第二预紧螺纹孔，下导轨设置下导向孔位置与上导向孔一一对应。

优选地，还包括支撑杆，所述支撑杆一端通过支撑连接孔与下导轨螺纹相连，另一端与上导轨相连用于支撑上导轨，其中支撑连接孔设于下导轨沿Y轴方向的两端，支撑连接孔还与下导向孔均位于同一水平面内。

优选地，所述滑块包括连接块与滑动块，所述连接块呈C字形，其连接块上下两端均设有多个开孔，可将试件放入连接块内通过开孔配合销钉固定相连，连接块上还设有第一拉绳连接孔；所述滑动块一端设有包括相连地横块与竖块，所述横块与竖块垂直设置，其中横块与下导轨上的第一凹槽相适应，竖块上还设有第二拉绳连接孔，所述第一拉绳连接孔与第二拉绳连接孔相对应。