專利名稱：一種應用拉壓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，具體為一種應用拉壓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，基于遲滯相頻原理提出了一種應用拉壓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拉壓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；力傳感器另一端與輔助墊片上端面同軸固定連接；輔助墊片與加速度傳感器封裝蓋板配合，用于夾持試件；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，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。所述的一種應用拉壓法測量粘彈性材料力學參數的實驗裝置，其特征在于輔助墊片的試件安裝面和加速度傳感器封裝蓋板的試件安裝面上開有對應的試件定位槽，所有試件定位槽槽口帶有倒角。有益效果本發明基于遲滯相頻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；本發明中定位滑塊、傳感器、試件及激振器間具有高的同軸度，且實現了可靠面接觸，使激振器的激勵充分傳遞給試件，同時確保傳感器可靠測量相關物理量，從而使系統具有高的測量精度。


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、加速度傳感器封裝下殼體；4、加速度傳感器封裝蓋板；5、試件；6、輔助墊片；7、上殼體；8、預緊螺桿；9、定位滑塊；10、力傳感器；11、加速度傳感器；12、輔助墊圈；13、緊固螺栓；14、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，采用應用拉壓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10、加速度傳感器11和激振器2。殼體分為上殼體7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13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12，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8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；力傳感器另一端與輔助墊片6上端面同軸螺紋固定連接；定位滑塊可帶動力傳感器和輔助墊片一起上下運動。輔助墊片與加速度傳感器封裝蓋板4配合，用于夾持試件，輔助墊片的試件安裝面與加速度傳感器封裝蓋板的試件安裝面平行相對，試件放置在輔助墊片與加速度傳感器封裝蓋板之間，并用粘接劑將試件固定；在輔助墊片的試件安裝面和加速度傳感器封裝蓋板的試件安裝面上開有對應的試件定位槽，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。加速度傳感器封裝蓋板與加速度傳感器封裝下殼體3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14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試件、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，另外輔助墊片尺寸小，且采用輕質合金制備，引入的附加質量較小。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，試驗結果如圖3所示。由圖3可以看出，采用拉壓安裝方式測得材料損耗因子與利用Metravib粘彈分析儀得到的結果在可對比頻段基本一致(如果假設Metravib測量值為真實值，那么遲滯相頻特性方法測量系統損耗因子測量誤差約為3. 33% )，在Metravib粘彈分析儀不能測量的頻率范圍內，采用拉壓安裝方式的測量系統的測量結果表現出與可對比頻段測量結果良好的一致性趨勢。并且從總體上來說，兩套測量系統獲得的數據對比，采用拉壓安裝方式的測量系統得到的曲線更平滑，測量頻率范圍也更寬。
權利要求
1.一種應用拉壓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；力傳感器另一端與輔助墊片上端面同軸固定連接；輔助墊片與加速度傳感器封裝蓋板配合，用于夾持試件；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，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。
2.根據權利要求1所述的一種應用拉壓法測量粘彈性材料力學參數的實驗裝置，其特征在于輔助墊片的試件安裝面和加速度傳感器封裝蓋板的試件安裝面上開有對應的試件定位槽，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拉壓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，力傳感器和輔助墊片上下滑動，輔助墊片與加速度傳感器封裝蓋板用于夾持試件，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。本發明基于遲滯相頻原理，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。定位滑塊、傳感器、試件及激振器間具有高的同軸度，且實現了可靠面接觸，使激振器的激勵充分傳遞給試件，同時確保傳感器可靠測量相關物理量，從而使系統具有高的測量精度。
文檔編號G01N3/32GK102564871SQ201210004809
公開日2012年7月11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