專利名稱：一種應用剪切法測量粘彈性材料力學參數的實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及粘彈性材料參數測試技術領域，具體為一種應用剪切法測量粘彈性材料力學參數的實驗裝置。
背景技術：
目前，國內相關單位目前使用的粘彈性阻尼材料力學參數測量設備主要包括從法國引進的Metravib粘彈分析儀和從丹麥引進的B&K3550復模量測試系統。這兩種系統存在價格高昂，使用方法復雜等缺陷。其中Metravib粘彈分析儀基于溫頻等效原理設計，屬于間接測量方法，且測量頻率上限一般低于500Hz ；B&K3550復模量測試系統基于共振法原理設計，通過分析懸臂梁試件共振峰特性間接得到阻尼材料力學參數，但該系統在實際測量過程中很難獲得試件的高階(第三、四階)共振峰，測量頻率上限低于1kHz。因此，需要研制一種結構簡單，同時又能滿足國標測量精度要求的粘彈性寬頻力學參數測量實驗裝置。

發明內容
要解決的技術問題為解決現有技術存在的問題，本發明在現有國標《GB/T16406-1996》基礎上，提出了一種應用剪切法測量粘彈性材料力學參數的實驗裝置。技術方案本發明的技術方案為所述一種應用剪切法測量粘彈性材料力學參數的實驗裝置，其特征在于包括殼體、力傳感器、加速度傳感器和激振器；殼體分為上殼體和下殼體，上殼體和下殼體均為一端封閉的空心圓柱結構，上殼體和下殼體同軸固定連接；激振器置于下殼體內部，并且激振器中心軸線與下殼體中心軸線共線；上殼體上端面開有中心通孔，預緊螺桿插入上殼體上端面的中心通孔內，并且預緊螺桿下端與定位滑塊上端面同軸連接；定位滑塊為薄壁圓柱結構，安裝在上殼體內部，并與上殼體同軸間隙配合，定位滑塊下端面中心有圓柱形凸起， 定位滑塊通過圓柱形凸起與力傳感器一端螺紋固定連接；力傳感器另一端通過螺桿與T型墊片上端面固定連接，T型墊片下段為薄壁片狀結構，且上殼體中心軸線處于T型墊片的對稱面內；T型墊片與托盤配合，用于夾持試件；兩個托盤對稱安裝在上殼體側壁上，托盤上的螺桿垂直穿過U型支架側壁和上殼體側壁，并且托盤上的螺桿與U型支架螺紋配合，托盤上的試件安裝面與T型墊片下段薄壁片狀結構側面平行相對；U型支架為下端面封閉的空心圓柱結構，U型支架安裝在上殼體內部，并且U型支架下端面外側中心有帶螺紋圓柱凸起，U型支架通過帶螺紋圓柱凸起與加速度傳感器封裝蓋板同軸連接；加速度傳感器封裝蓋板與加速度傳感器封裝下殼體固定連接，并且加速度傳感器放置在加速度傳感器封裝下殼體內，加速度傳感器與加速度傳感器封裝蓋板同軸固定連接；加速度傳感器封裝下殼體與激振器固定連接。所述的一種應用剪切法測量粘彈性材料力學參數的實驗裝置，其特征在于T型墊片下段薄壁片狀結構兩側面開有試件定位槽，托盤上的試件安裝面也對應開有試件定位槽，所有試件定位槽槽口帶有倒角。有益效果本發明以剪切法為原理設計了一種測量粘彈性材料力學參數的實驗裝置，相比于現有的引進裝置，具有結構簡單、測試精度高、測量頻帶寬等優點。本發明中的試件夾持部分具有好的試件適應性，能夠完成不同規格、不同材質試件的精確、可靠夾持；本發明中T 型墊片兩側設計有定位槽，兩個托盤表面也設計有帶倒角的定位槽，有利于實現試件的精確安裝，進而保證系統精度。


圖1 本發明的結構示意圖；圖2 本發明的結構剖視圖；圖3 本發明的測量結果與Metravib粘彈分析儀測量結果對比圖。其中1、下殼體；2、激振器；3、緊固螺栓；4、輔助墊圈；5、加速度傳感器；6、U型支架；7、托盤；8、T型墊片；9、定位滑塊；10、上殼體；11、預緊螺桿；12、力傳感器；13、螺桿； 14、試件；15、加速度傳感器封裝蓋板；16、加速度傳感器封裝下殼體；17、連接螺桿。
具體實施例方式下面結合具體實施例描述本發明本實施例中，采用應用剪切法測量粘彈性材料力學參數的實驗裝置測量試件材料的損耗因子。參照附圖2，本實施例包括殼體、力傳感器12、加速度傳感器5和激振器2。殼體分為上殼體10和下殼體1，上殼體和下殼體均為一端封閉的空心圓柱結構， 上殼體和下殼體同軸并采用緊固螺栓3固定連接；激振器置于下殼體內部，激振器與下殼體之間墊有輔助墊圈4，并且激振器中心軸線與下殼體中心軸線共線。上殼體上端面開有中心通孔，預緊螺桿11插入上殼體上端面的中心通孔內，并且預緊螺桿下端與定位滑塊9上端面同軸螺紋固定連接；定位滑塊為薄壁圓柱結構，安裝在上殼體內部，并與上殼體同軸間隙配合，在預緊螺桿帶動下，定位滑塊可沿上殼體內側壁上下滑動；定位滑塊下端面中心有圓柱形凸起，定位滑塊通過圓柱形凸起與力傳感器一端螺紋固定連接；力傳感器另一端通過螺桿13與T型墊片8上端面固定連接；定位滑塊可帶動力傳感器和T型墊片一起上下運動。T型墊片下段為薄壁片狀結構，且上殼體中心軸線處于T型墊片的對稱面內；T型墊片與托盤7配合，用于夾持試件。兩個托盤對稱安裝在上殼體側壁上，托盤上的螺桿垂直穿過U型支架6側壁和上殼體側壁，并且托盤上的螺桿與U型支架螺紋配合，托盤上的試件安裝面與T型墊片下段薄壁片狀結構側面平行相對，試件對稱放置在T型墊片下段薄壁片狀結構和托盤上的試件安裝面之間，并通過托盤壓緊，采用粘結劑固定；T型墊片下段薄壁片狀結構兩側面開有試件定位槽，托盤上的試件安裝面也對應開有試件定位槽，所有試件定位槽槽口帶有倒角，試件端面定位于試件定位槽中，可保證試件具有高的安裝精度。U型支架6為下端面封閉的空心圓柱結構，U型支架安裝在上殼體內部，并且U型支架下端面外側中心有帶螺紋圓柱凸起，U型支架通過帶螺紋圓柱凸起與加速度傳感器封裝蓋板15同軸連接；加速度傳感器封裝蓋板與加速度傳感器封裝下殼體16同軸固定連接， 并且加速度傳感器放置在加速度傳感器封裝下殼體內，加速度傳感器與加速度傳感器封裝蓋板同軸螺紋固定連接；加速度傳感器封裝下殼體與激振器接觸，并通過連接螺桿17固定連接。此外，在上殼體表面上開有線槽，使力傳感器和加速度傳感器的信號線通過。整個裝置中，激振器的激勵能夠充分傳遞給試件。本實施例中，通過定位滑塊控制使T型墊片、傳感器和激振器同軸，輔助墊圈有助于激振器與下殼體之間同軸。整個裝置整體通過螺紋連接，各部件之間充分面接觸，使激振器的激勵充分傳遞給試件、傳感器可靠測量相關物理量，從而保證系統的測量精度。本實施例中利用本測量裝置與Metravib粘彈分析儀進行了對比實驗，試驗參數如表1所示，試驗結果如圖3所示。表1剪切安裝方式試件規格
權利要求
1.一種應用剪切法測量粘彈性材料力學參數的實驗裝置，其特征在于包括殼體、力傳感器、加速度傳感器和激振器；殼體分為上殼體和下殼體，上殼體和下殼體均為一端封閉的空心圓柱結構，上殼體和下殼體同軸固定連接；激振器置于下殼體內部，并且激振器中心軸線與下殼體中心軸線共線；上殼體上端面開有中心通孔，預緊螺桿插入上殼體上端面的中心通孔內，并且預緊螺桿下端與定位滑塊上端面同軸連接；定位滑塊為薄壁圓柱結構，安裝在上殼體內部，并與上殼體同軸間隙配合，定位滑塊下端面中心有圓柱形凸起，定位滑塊通過圓柱形凸起與力傳感器一端螺紋固定連接；力傳感器另一端通過螺桿與T型墊片上端面固定連接，T型墊片下段為薄壁片狀結構，且上殼體中心軸線處于T型墊片的對稱面內；T 型墊片與托盤配合，用于夾持試件；兩個托盤對稱安裝在上殼體側壁上，托盤上的螺桿垂直穿過U型支架側壁和上殼體側壁，并且托盤上的螺桿與U型支架螺紋配合，托盤上的試件安裝面與T型墊片下段薄壁片狀結構側面平行相對；U型支架為下端面封閉的空心圓柱結構， U型支架安裝在上殼體內部，并且U型支架下端面外側中心有帶螺紋圓柱凸起，U型支架通過帶螺紋圓柱凸起與加速度傳感器封裝蓋板同軸連接；加速度傳感器封裝蓋板與加速度傳感器封裝下殼體同軸固定連接，并且加速度傳感器放置在加速度傳感器封裝下殼體內，力口速度傳感器與加速度傳感器封裝蓋板同軸固定連接；加速度傳感器封裝下殼體與激振器固定連接。
2.根據權利要求1所述的一種應用剪切法測量粘彈性材料力學參數的實驗裝置，其特征在于τ型墊片下段薄壁片狀結構兩側面開有試件定位槽，托盤上的試件安裝面也對應開有試件定位槽，所有試件定位槽槽口帶有倒角。
全文摘要
本發明提出了一種應用剪切法測量粘彈性材料力學參數的實驗裝置，包括殼體、力傳感器、加速度傳感器和激振器，激振器置于下殼體內部，上殼體上裝有預緊螺桿，預緊螺桿可帶動定位滑塊，力傳感器和T型墊片上下滑動，T型墊片和托盤用于夾持試件，托盤與U型支架螺紋配合，U型支架與加速度傳感器封裝蓋板連接，加速度傳感器放置在加速度傳感器封裝下殼體內，加速度傳感器封裝下殼體與激振器固定連接。本發明以剪切法為原理，相比于現有裝置，具有結構簡單、測試精度高、測量頻帶寬等優點。試件夾持部分具有好的試件適應性，能夠完成不同規格、不同材質試件的精確、可靠夾持；T型墊片和托盤設計有定位槽，有利于實現試件的精確安裝，保證系統精度。
文檔編號G01N3/00GK102539226SQ201210004618
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者劉志宏, 王敏慶, 胡衛強 申請人:西北工業大學