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原文传递一种超声辅助拉伸试验机及试验方法

专利名称：	一种超声辅助拉伸试验机及试验方法
摘要：	本发明提供了一种超声辅助拉伸试验机及试验方法，试验机包括：基座；力值监测系统，设有力传感器；下夹头，定在力传感器上；升降装置，安装在基座上；超声振动系统，包括超声控制器和超声振动装置，超声振动装置安装在升降装置上，超声振动装置包括超声振动发生器以及超声变幅杆，超声变幅杆装接于超声振动发生器上，被测试件装接于超声变幅杆与下夹头之间并固定；应变监测系统，该应变监测系统设有工业相机；信号采集及处理系统，与力值监测系统、升降装置、超声振动系统和应变监测系统相连。本发明利用超声振动发生器提供高频可控的振动，振动方向与被测试件静态拉伸方向一致，从而实现超声振动载荷与静态拉伸载荷叠加的拉伸测试。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海交通大学
发明人：	李宇罡;耿继伟;陈东;夏存娟;李险峰;汪明亮;王浩伟
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-07T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201910012423.8
公开号：	CN109738285A
代理机构：	上海伯瑞杰知识产权代理有限公司
代理人：	王一琦
分类号：	G01N3/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	200240 上海市闵行区东川路800号
主权项：	1.一种超声辅助拉伸试验机，其特征在于，包括：基座(1)；力值监测系统，该力值监测系统设有一安装在基座(1)上的力传感器(6)；下夹头(5)，固定在力传感器(6)上；升降装置，安装在基座(1)上；超声振动系统，包括超声控制器(13)和超声振动装置，超声振动装置安装在升降装置上，所述超声振动装置包括超声振动发生器(3)以及超声变幅杆(4)，超声变幅杆(4)装接于超声振动发生器(3)上，被测试件(8)装接于超声变幅杆(4)与下夹头(5)之间并固定；应变监测系统，该应变监测系统设有工业相机(7)；信号采集及处理系统，与力值监测系统、升降装置、超声振动系统和应变监测系统相连。 2.如权利要求1所述的超声辅助拉伸试验机，其特征在于，所述被测试件(8)通过螺纹装接于超声变幅杆(4)和下夹头(5)之间，且所述被测试件(8)的纵向表面粗糙度不大于Ra0.8μm。 3.如权利要求1所述的超声辅助拉伸试验机，其特征在于，所述力传感器(6)的性能参数为：测力范围-25KN～25KN，测力精度优于0.5N，可同时监测六个力分量，采样频率高于200KHz；所述超声振动发生器(3)的性能参数为：振动频率15～45KHz，振幅范围0～22μm。 4.如权利要求1所述的超声辅助拉伸试验机，其特征在于，所述工业相机(7)的性能参数为：分辨率162×120～2048×1536，拍摄速度1000～300000fps，内存大于128GB。 5.如权利要求1所述的超声辅助拉伸试验机，其特征在于，升降装置为螺旋丝杠副机构，包括：电动马达(9)，安装在基座(1)内；丝杠(10)，竖直安装在基座(1)上并与电动马达(9)配合；横梁(2)，横梁(2)设置有螺纹孔并与丝杠(10)配合连接，超声振动装置安装在该横梁(2)上。 6.如权利要求5所述的超声辅助拉伸试验机，其特征在于，所述电动马达(9)的扭矩为100Nm～1000Nm；所述丝杠(10)直径为15～40mm；所述横梁(2)上、下移动的位置精度优于0.1μm，位置重复精度优于0.1μm。 7.如权利要求6所述的超声辅助拉伸试验机，其特征在于，所述横梁(2)、超声振动发生器(3)、超声变幅杆(4)、被测试件(8)、下夹头(5)及力传感器(6)组成的整体在横梁(2)全行程内的同轴度优于1:0.001。 8.如权利要求1所述的超声辅助拉伸试验机，其特征在于，所述力值监测系统还包括电荷放大器和数据采集卡，该电荷放大器信号连接力传感器(6)，数据采集卡信号连接电荷放大器。 9.一种采用权利要求1-8任意一所述的超声辅助拉伸试验机的试验方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、将被测试件(8)的一端与超声变幅杆(4)连接，另一端与下夹头(5)连接； S2、调整横梁(2)的位置，将下夹头(5)与力传感器(6)安装固定在一起； S3、通过力值监测系统和应变监测系统监测被测试件(8)上的力值和应变值； S4、启动升降装置，升降装置带动超声振动装置匀速上移，实现被测试件(8)的静态拉伸； S5、当被测试件(8)发生屈服后，启动超声振动装置，使超声振动与静态拉伸叠加，实现被测试件(8)超声辅助拉伸； S6、通过力值监测系统和应变监测系统获得被测试件(8)超声辅助拉伸过程中的力和应变数据。 10.如权利要求9所述的试验方法，其特征在于，在步骤S4中，横梁(2)以1mm/min的速度带动超声振动装置匀速上移。
所属类别：	发明专利