CN112945738B - 力学试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种力学试验装置，包括：主体，包括间隔设置的两个端板；试验力加载机构，固定连接在两个端板中的一个上，试验样件的第一端固定连接在试验力加载机构上，试验样件的第二端固定连接在两个端板中的另一个上，试验力加载机构用于向试验样件施加沿其轴向方向的试验力；力学测量装置，用于实时测量试验力的数值。本发明的力学试验装置结构简单、易于操作，可以满足多种力学试验的要求。

Description

力学试验装置
技术领域
本发明涉及力学试验技术领域，具体涉及一种力学试验装置。
背景技术
在诸多领域中，经常需要对一些结构组件进行其材料的抗拉性能等的力学试验，例如，在核电站及核领域中，需要对燃料组件的抗拉性能和稳定性测量试验，或对其进行断裂试验等。为满足多种不同的力学试验的顺利进行，需要设计可以满足多种力学试验的试验装置。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的力学试验装置。
本发明提供了一种力学试验装置，包括：主体，包括间隔设置的两个端板；试验力加载机构，固定连接在两个端板中的一个上，试验样件的第一端固定连接在试验力加载机构上，试验样件的第二端固定连接在两个端板中的另一个上，试验力加载机构用于向试验样件施加沿其轴向方向的试验力；力学测量装置，用于实时测量试验力的数值。
进一步地，力学试验装置还包括：形变测量装置，用于测量试验样件被施加试验力后的形变量。
进一步地，试验力加载机构包括：施力装置，固定连接于相应的端板；第一固定结构，与施力装置连接，试验样件的第一端固定连接于第一固定结构上，施力装置向第一固定结构和试验样件施加试验力。
进一步地，力学测量装置连接在施力装置和第一固定结构之间。
进一步地，施力装置包括：驱动缸，驱动缸的杆部与第一固定结构连接；伺服阀，与驱动缸连接。
进一步地，第一固定结构包括：第一固定主体，具有与试验样件的第一端的形状相适配的第一容置孔，试验样件的第一端***并固定在第一容置孔内。
进一步地，第一固定主体具有弹性夹紧部，弹性夹紧部的内侧面形成第一容置孔的至少部分孔壁，第一固定结构还包括：锁紧件，与弹性夹紧部相配合，以使弹性夹紧部可选择性地松开试验样件或夹紧试验样件。
进一步地，力学试验装置还包括形变测量装置，形变测量装置包括：轴向位移测量装置，固定连接于第一固定结构上并随第一固定结构移动，根据轴向位移测量装置与基准物之间的距离变化来测量试验样件的轴向形变量。
进一步地，力学试验装置还包括第二固定结构，试验样件的第二端固定连接于第二固定结构上，第二固定结构与相应的端板固定连接。
进一步地，第二固定结构包括：第二固定主体，具有与试验样件的第二端的形状相适配的第二容置孔，试验样件的第二端***并固定在第二容置孔内。
进一步地，力学试验装置还包括至少一个中间连接件，可拆卸地连接在第二固定结构与相应的端板之间，和/或，可拆卸地连接在试验力加载机构与相应的端板之间。
进一步地，中间连接件被设置为多个不同的长度规格，以适应不同长度的试验样件。
进一步地，主体还包括：多个连接柱，两个端板平行设置并分别连接在各连接柱的两端。
进一步地，主体还包括：第一调节结构，设置在各连接柱的至少一端与相应的端板的连接处，通过第一调节结构能够调整两个端板之间的平行度。
进一步地，试验力包括压力，形变测量装置包括：挠度测量装置，具有至少三个径向位移测量单元，至少三个径向位移测量单元在同一平面内沿试验样件的周向均匀分布，以测量试验样件被施加压力后的挠度。
进一步地，至少三个径向位移测量单元在试验样件的轴向方向和/或径向方向上位置可调。
进一步地，挠度测量装置包括：两个第一安装板，两个第一安装板间隔设置；滑杆，两个第一安装板分别连接在滑杆的两端；第二安装板，沿滑杆可滑动地设置，至少三个径向位移测量单元安装在第二安装板上；锁紧结构，用于将第二安装板与滑杆锁紧固定。
进一步地，径向位移测量单元包括：安装座，设置在第二安装板上；径向位移测量主体，可滑动地安装于安装座上。
进一步地，两个第一安装板平行设置，挠度测量装置还包括：第二调节结构，设置在滑杆的至少一端与相应的第一安装板的连接处，通过第二调节结构能够调整两个第一安装板之间的平行度。
进一步地，两个第一安装板中的一个安装在主体的两个端板中的一个上，滑杆的端部穿过该第一安装板和相应的端板，挠度测量装置还包括：第三调节结构，至少设置在该滑杆的端部穿出端板的部分上，通过第三调节结构能够调整端板与第一安装板之间的平行度。
进一步地，锁紧结构、第二调节结构和第三调节结构中的至少一个包括卡箍，卡箍可选择性地打开或锁紧。
进一步地，挠度测量装置还包括：传动件，传动件的两端可转动地连接于两个第一安装板上，第二安装板具有与传动件相配合的传动配合部，转动传动件并通过传动件与传动配合部的配合带动第二安装板沿滑杆移动。
进一步地，传动件包括丝杠，传动配合部具有通孔，丝杠穿设于通孔内，通孔内壁具有与丝杠相配合的螺纹。
进一步地，挠度测量装置还包括驱动结构，驱动结构包括：第一同步轮，与传动件的端部连接，第一同步轮转动带动传动件转动；驱动主体，与第一同步轮驱动连接以驱动第一同步轮转动。
进一步地，驱动主体包括：第二同步轮，通过连接带与第一同步轮连接；手柄，与第二同步轮固定连接，通过转动手柄带动第二同步轮和第一同步轮同步转动。
进一步地，主体还包括多个连接柱，力学试验装置还包括：径向调整装置，安装在至少一个连接柱上，径向调整装置与挠度测量装置相配合以调整挠度测量装置在试验样件的径向方向上的位置。
进一步地，径向调整装置包括：紧固部，固定在连接柱上；调节部，一端连接在紧固部上，另一端连接在挠度测量装置上，调节部的长度可调。
进一步地，调节部为多个，多个调节部沿试验样件的周向方向均匀分布。
进一步地，形变测量装置还包括：应变片传感器，设置于试验样件的外表面。
应用本发明的技术方案，试验样件固定连接在试验力加载机构和一个端板之间，通过试验力加载机构对试验样件施加沿其轴向方向的试验力，通过力学测量装置实时测量所施加的试验力，可以稳定并准确地测量试验样件的抗拉性能、轴向压紧时的稳定性，还可以进行断裂试验，并准确地得到试验数据。该力学试验装置结构简单，操作可行性高，可以满足多种力学试验的要求。
附图说明
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
图1是根据本发明一个实施例的力学试验装置的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的力学试验装置的主体的结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的力学试验装置的试验力加载机构的结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的力学试验装置的第二固定结构的结构示意图；
图5是根据本发明一个实施例的力学试验装置的中间连接件的结构示意图；
图6是根据本发明另一个实施例的力学试验装置(具有挠度测量装置)的结构示意图；
图7是图6的挠度测量装置的结构示意图；
图8是图7的挠度测量装置的径向位移测量单元的结构示意图；
图9是图6的力学试验装置的A处位置的另一角度的放大图；
图10是图6的力学试验装置的径向调整装置的结构示意图；
图11是图6的力学试验装置的具有驱动主体的径向调整装置的结构示意图。
需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。
附图标记说明：
10、主体；11、端板；12、支撑部；13、连接柱；131、第一调节结构；
20、试验力加载机构；21、施力装置；211、驱动缸；212、伺服阀；22、力学测量装置；23、第一固定结构；231、第一固定主体；232、锁紧件；24、轴向位移测量装置；25、连接法兰；
30、试验样件；40、第二固定结构；50、中间连接件；
60、挠度测量装置；61、径向位移测量单元；611、安装座；612、径向位移测量主体；62、第一安装板；63、滑杆；64、第二安装板；641、传动配合部；65、锁紧结构；66、第二调节结构；67、第三调节结构；68、传动件；69、驱动结构；691、驱动主体；692、第一同步轮；
70、径向调整装置；71、紧固部；72、调节部。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。此外，为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”等，仅用来描述如图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解为也包含除了图中所示的方位之外的在使用或操作中的不同方位。
本实施例的力学试验装置用于对核电领域中的试验样件30进行力学试验，其中，试验样件30为燃料组件。当然，试验样件的类型并不限于此，在图中未示出的其他实施方式中，试验样件也可以为其他需要进行力学试验的样件。
如图1至图3所示，本实施例中的力学试验装置包括主体10、试验力加载机构20以及力学测量装置22。其中，主体10包括间隔设置的两个端板11，试验力加载机构20固定连接在两个端板11中的一个上，试验样件30的第一端固定连接在试验力加载机构20上，第二端固定连接在两个端板11中的另一个上。试验力加载机构20可以向试验样件30施加沿其轴向方向的试验力，力学测量装置22则用于实时测量试验力的数值，可以稳定并准确地测量试验样件的抗拉性能、轴向压紧时的稳定性，还可以进行断裂试验并准确地得到试验数据。
需要说明的是，上述的固定连接是指不可相对活动的连接，而不是指不可拆卸连接。例如，试验力加载机构20相对于其连接的端板不可活动，试验样件30相对于其连接的端板和试验力加载机构20不可活动。此外，本文中涉及的“轴向”可以为试验样件30的轴向方向，“径向”可以为试验样件30的径向方向，以及“周向”可以为试验样件30的周向方向。
如图2所示，力学试验装置的主体10还包括多个连接柱13，两个端板11分别连接在各连接柱13的两端，并且平行设置。主体10还包括第一调节结构131，设置在各连接柱13的至少一端与相应的端板11的连接处，通过调节第一调节结构131能够调整两个端板11之间的平行度，进而调节整个主体10的平行度，以保证试验的精度。在本实施例中，第一调节结构131可以包括调节螺母，例如，调节螺母可以为双螺母结构，两个螺母分别设置在各端板11的两侧，在调节平行度时，先调节两个螺母中的其中一个螺母，调节好整体的平行度后，再通过另一个螺母来紧固。当然，在其他实施方式中，第一调节结构131可以设置为任何可以调节端板平行度的结构。
主体10还包括多个支撑部12，多个支撑部12连接于其中一个端板11的与连接柱13相对的一侧，并固定于地面等外部支撑物，以支撑整个力学试验装置。其中，多个支撑部12通过螺栓等连接方式固定连接于地面，当然，也可以通过其他连接方式连接于地面。
如图3所示，试验力加载机构20包括施力装置21和第一固定结构23。施力装置21固定连接于相应的端板11，具体地，可以通过连接法兰25固定连接在相应地端板11上，当然，也可以通过其他方式固定连接。第一固定结构23与施力装置21连接，试验样件30的第一端固定连接于第一固定结构23上，施力装置21向第一固定结构23和试验样件30施加试验力。力学测量装置22连接在施力装置21和第一固定结构之间，实时测量施力装置21所施加的试验力的数值。
其中，施力装置21包括驱动缸211和伺服阀212。驱动缸211的杆部与第一固定结构23连接，伺服阀212与驱动缸211连接并相互配合，以向试验样件30施加试验力，并且可以控制所施加的试验力的大小。具体地，施力装置21施加试验力时，驱动缸211的杆部做直线往复运动，以带动第一固定结构23移动，进而向固定连接在第一固定结构23上的试验样件30施加沿其轴向的试验力，包括拉力或压力。
在本实施例中，驱动缸211可以为液压油缸，力学测量装置22可以为力学传感器，力学传感器连接在液压油缸的活塞杆上，可以测量液压油缸所施加的试验力的大小，并且可以传递试验力数值等数据或信号给使用者。当然，在其他实施方式中，驱动缸211也可以为气缸或丝杠等可以提供轴向试验力的装置，力学测量装置22也不限于力学传感器，其设置位置也可以为其他能够实时测量施力装置21所施加的试验力的数值的位置。
第一固定结构23包括第一固定主体231和锁紧件232。第一固定主体231具有与试验样件30的第一端的形状相适配的第一容置孔，试验样件30的第一端***并固定在该第一容置孔内。试验样件30的第一端可以具有不同的形状，第一容置孔的形状也可以设计为与试验样件30的第一端的形状相仿的形状，以适应不同形状的试验样件的第一端。
第一固定主体还具有弹性夹紧部，弹性夹紧部的内侧面形成第一容置孔的至少部分孔壁，锁紧件232与弹性夹紧部相配合，以使弹性夹紧部可选择地松开或夹紧试验样件30。例如，弹性夹紧部具有线性缺口，锁紧件232可以为螺母，螺母套设在弹性夹紧部上，拧紧后弹性夹紧部的线性缺口被压缩夹紧，从而夹紧插在第一容置孔内的试验样件30。
在本实施例中，力学试验装置还包括形变测量装置，用于测量试验样件30被施加试验力后的形变量。如图3所示，形变测量装置包括轴向位移测量装置24。轴向位移测量装置24固定连接于第一固定结构23上，并且可以随第一固定结构23移动。当施力装置21施加试验力时，轴向位移测量装置24随第一固定结构的移动而移动，并根据轴向位移测量装置24与基准物之间的距离变化来测量试验样件30的轴向形变量。例如，轴向位移测量装置24的板面可以为上下位移的测量基准，可以通过其板面与主体的端板11等基准物之间的距离变化来测量试验样件30的轴向形变量。
如图1和图4所示，本实施例的力学试验装置还包括第二固定结构40。试验样件30的第二端固定连接于第二固定结构40上，第二固定结构与相应的端板11固定连接，从而使试验样件30的两端分别固定连接在端板11和试验力加载机构20上。
第二固定结构40包括第二固定主体，其具有与试验样件30的第二端的形状相适配的第二容置孔，试验样件30的第二端***并固定在第二容置孔内。在不破坏试验样件的情况下，第二固定结构40固定试验样件30的一端，方便试验力加载机构20对试验样件30施加试验力。试验样件30的第二端可以具有不同的形状，第二容置孔的形状也可以设计为与试验样件30的第二端的形状相仿的形状，以适应不同形状的试验样件的第二端。
如图1和图5所示，本实施例的力学试验装置还包括至少一个中间连接件50，其可拆卸地连接在第二固定结构40与相应的端板11之间，和/或，可拆卸地连接在所述试验力加载机构20与相应的端板11之间。在本实施例中，中间连接件50通过连接法兰与第二固定结构40相连，当然，在其他实施方式中也可以通过其他连接方式进行连接。为了验证多种不同长度的试验样件30的力学性能，中间连接件50被设置为多个不同的长度规格，以适应不同长度的试验样件30。在进行力学试验时，根据试验样件30的长度来选择长度规格合适的中间连接件50。当然，在其他实施方式中，也可以通过在第二固定结构40和相应的端板11之间和/或在试验力加载机构20和相应的端板11之间连接多个中间连接件50，以方便对不同长度的试验样件进行力学试验。
在本实施例中，试验力加载机构20可以向试验样件30施加压力或拉力。其中，当试验力包括压力时，形变测量装置还包括挠度测量装置60。另外，形变测量装置还可以包括应变片传感器，其设置于试验样件30的外表面，以测量试验样件30的形变量。
如图6和图8所示。挠度测量装置60具有至少三个径向位移测量单元61，至少三个径向位移测量单元61在同一平面内沿试验样件30的周向均匀分布，以测量试验样件30被施加压力后的挠度。并且，至少三个径向位移测量单元61在试验样件30的轴向方向和/或径向方向上位置可调，从而测量试验样件30不同位置处的挠度。
如图7所示，挠度测量装置60包括两个第一安装板62、多个滑杆63、第二安装板64以及锁紧结构65。其中，两个第一安装板62间隔设置，且分别连接在各滑杆63的两端。第二安装板64沿滑杆63可滑动地设置，锁紧结构65可以将第二安装板64与滑杆63锁紧固定。至少三个径向位移测量单元安装在第二安装板64上，第二安装板64可以沿滑杆63的轴向滑动，并通过锁紧结构65定位于滑杆63上的任意位置，以使径向位移测量单元61可以测量试验样件30沿轴向方向的任意位置的挠度。其中，锁紧结构65可以包括卡箍，卡箍可以选择性地打开或锁紧，当需要调节径向位移测量单元61的轴向位置时，打开卡箍，调节第二安装板64沿滑杆滑动，调节至期望位置后，锁紧卡箍，使第二安装板固定在滑杆的该位置处。
如图8所示，径向位移测量单元包括安装座611和径向位移测量主体612。安装座611设置在第二安装板64上，径向位移测量主体612，可滑动地安装于安装座611上。径向位移测量主体612在安装座上滑动，可以调节其在试验样件30的径向方向上的位置，以方便在测量挠度时试验样件30的初始定位以及径向位移测量主体612的调零工作。在本实施例中，径向位移测量主体612包括百分表，安装座611上设置有旋钮，通过调节安装座611的旋钮可以使百分表在安装座611上滑动，以调节其在径向方向上的位置，以方便百分表的调零工作。当然，在图中未示出的其他实施方式中，也可以通过其他方式实现径向位移测量主体612在安装座611上的滑动，也可以通过其他方式调节径向位移测量单元61在试验样件30的径向方向上的位置。
如图7所示，两个第一安装板62平行设置，挠度测量装置60还包括第二调节结构66，第二调节结构66设置在滑杆63的至少一端与相应的第一安装板62的连接处，通过第二调节结构66能够调整两个第一安装板62之间的平行度。在本实施例中，第二调节结构66设置于滑杆的两端与相应的两个第一安装板62的连接处。通过第二调节结构66还可以将两个第一安装板62分别固定在滑杆63的两端。具体地，第二调节结构66可以采用卡紧方式将第一安装板62卡紧固定在滑杆63两端，以方便卡紧动作和打开动作之间的切换，有利于拆卸，例如，第二调节结构66可以包括卡箍，卡箍可选择性地打开或锁紧。
如图6和图7所示，两个第一安装板62中的一个安装在主体10的其中一个端板11上，滑杆63的端部穿过该第一安装板62和相应的端板11，并通过第三调节结构67与该端板11安装固定。第三调节结构67至少设置在滑杆63的端部穿出该端板11的部分上，通过第三调节结构67能够调节端板11与第一安装板之间的平行度。其中，第三调节结构67可以包括卡箍，卡箍可选择性地打开或锁紧，以方便安装和拆卸。
挠度测量装置还包括传动件68，传动件68的两端可转动地连接于两个第一安装板62上，并且第二安装板64具有与传动件68相配合的传动配合部641，转动传动件68并通过传动件68与传动配合部641的配合可以带动第二安装板64沿滑杆轴向移动，并通过锁紧结构65定位于两个第一安装板62之间的任意位置，以测量试验样件30不同位置处的挠度。在本实施例中，传动件68包括丝杠，传动配合部641具有通孔，丝杠穿设于该通孔内，通孔内壁具有与丝杠相配合的螺纹，转动丝杠可以带动第二安装板64沿试验样件的轴向移动，方便径向位移测量单元61的轴向定位。
如图9所示，挠度测量装置60还包括驱动结构69，该驱动结构69包括驱动主体691和第一同步轮692。其中，第一同步轮692与传动件68的一个端部连接，转动第一同步轮692可以带动传动件68转动。驱动主体691与第一同步轮驱动连接，以驱动第一同步轮转动。具体地，驱动主体691包括第二同步轮和手柄，第二同步轮通过连接带与第一同步轮692连接，手柄与第二同步轮固定连接，通过转动手柄可以带动第二同步轮和第一同步轮692同步转动，进而驱动传动件68转动。
如图6和图10所示，本实施例的力学试验装置还包括径向调整装置70。径向调整装置70安装在至少一个连接柱13上，并与挠度测量装置60相配合，用于调整挠度测量装置60在试验样件30的径向方向上的位置。
具体地，径向调整装置70包括紧固部71和调节部72。其中，紧固部71固定在连接柱13上，固定前紧固部71可以沿连接柱13的轴向方向自由移动，以方便定位以及调节径向调整装置70的水平度。在本实施例中，紧固部71可以包括多个紧固块，紧固块相互组合可以配合卡紧以固定于主体10的连接柱13上。当然，紧固部的结构并不限于此，也可以是其他能够实现紧固的结构。
调节部72的一端连接在紧固部71上，另一端连接在挠度测量装置60上，调节部72的长度可以调节。并且，调节部72的数量可以为多个，多个调节部72沿试验样件30的周向方向均匀分布。在紧固部71固定于连接柱后，通过调节调节部72的长度，可以调整挠度测量装置60在试验样件30径向方向上的位置，防止丝杠位置偏移而造成卡滞，以确保力学试验的准确性。
如图6所示，径向调整装置70可以与挠度测量装置60的第一安装板62水平设置，通过调节部72的长度调节，可以调整第一安装板62在试验样件30的径向方向的位置，进而实现了整个挠度测量装置60的径向位置的调整。此时，如图11所示，驱动主体691可以设置在径向调整装置70上，以驱动连接在位于该第一安装板62的传动件68端部的第一同步轮692转动。
采用本实施例中的力学试验装置，试验样件30的两端分别与试验力加载机构20和第二固定结构40固定，使得试验样件30不可移动，并通过试验力加载机构20对试验样件30施加拉力或压力，使其在规定状态下产生形变，再通过形变测量装置测量其形变量。其中，试验力的大小可以调节，并且可以通过力学传感器反馈给试验人员。本实施例的力学试验装置结构简单、容易操作，可以对燃料组件等具有特殊结构的试验样件进行加压稳定性和抗拉伸试验，准确地测量试验样件的加压稳定性和抗拉伸性能等关键力学性能。使用本实施例的力学试验装置，既可以对试验样件进行定量试验，也可以通过加大压力或拉力进行破坏性试验测量其极限强度。
本实施例中的力学试验装置结构简单，操作可行性高，通过不同的使用方式，可以满足多种力学试验要求，例如，可以进行加压稳定性力学试验和拉伸力学试验。
当进行加压稳定性力学试验时，施力装置21对试验样件30施加压力，试验样件30由于受压而产生轴向压缩量，同时力学测量装置22测量施力装置21所提供的压力的大小，并反馈压力数据给试验人员。在试验过程中，施力装置21给试验样件30施加压力，同时通过力学测量装置22实时读取压力数值，一边读数一边加压，使试验样件所受压力达到预定试验值。试验人员可以在逐步加压的情况下，分别测量试验样件不同位置在不同压力下的形变量，通过轴向位移测量装置测量其轴向压缩形变量，通过挠度测量装置测量其挠度。另外，施力装置还可以施加压力直到试验样件损坏，以测量其极限强度。在试验样件过长或过短的情况下，试验人员可以通过控制中间连接件50的长度来达到测试多种长度的试验样件力学性能的目的。
当进行拉伸力学试验时，力学试验装置不需要安装挠度测量装置60，只需将应变片传感器贴于试验样件需要测量形变量的外表面。在试验过程中，施力装置21对试验样件30施加拉力，使样件在规定的状态下产生形变，同时通过贴于试验样件表面的应变片传感器测量其形变量并反馈给试验人员，施力装置施加的拉力数据也可以通过力学测量装置22实时读取。在逐步施加拉力的情况下，可以分别测量出试验样件不同拉力下的形变量，如果需要，可以施加拉力直到样件损坏，以测量其极限强度。
对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (25)

1.一种力学试验装置，其特征在于，包括：
主体（10），包括间隔设置的两个端板（11）；
试验力加载机构（20），固定连接在两个所述端板（11）中的一个上，试验样件（30）的第一端固定连接在所述试验力加载机构（20）上，所述试验样件（30）的第二端固定连接在两个所述端板（11）中的另一个上，所述试验力加载机构（20）用于向所述试验样件（30）施加沿其轴向方向的试验力；
力学测量装置（22），用于实时测量所述试验力的数值；
形变测量装置，用于测量所述试验样件（30）被施加所述试验力后的形变量；
其中，所述试验力包括压力，所述形变测量装置包括挠度测量装置（60），所述挠度测量装置（60）具有至少三个径向位移测量单元（61），至少三个所述径向位移测量单元（61）在同一平面内沿所述试验样件（30）的周向均匀分布，以测量所述试验样件（30）被施加压力后的挠度；
至少三个所述径向位移测量单元（61）在所述试验样件（30）的轴向方向和/或径向方向上位置可调；
其中，所述挠度测量装置（60）包括：
两个第一安装板（62），两个所述第一安装板（62）间隔设置；
滑杆（63），两个所述第一安装板（62）分别连接在所述滑杆（63）的两端；
第二安装板（64），沿所述滑杆（63）可滑动地设置，至少三个所述径向位移测量单元（61）安装在所述第二安装板（64）上；
锁紧结构（65），用于将所述第二安装板（64）与所述滑杆（63）锁紧固定。
2.如权利要求1所述的力学试验装置，其特征在于，所述试验力加载机构（20）包括：
施力装置（21），固定连接于相应的所述端板（11）；
第一固定结构（23），与所述施力装置（21）连接，所述试验样件（30）的第一端固定连接于所述第一固定结构（23）上，所述施力装置（21）向所述第一固定结构（23）和所述试验样件（30）施加所述试验力。
3.如权利要求2所述的力学试验装置，其特征在于，
所述力学测量装置（22）连接在所述施力装置（21）和所述第一固定结构（23）之间。
4.如权利要求2所述的力学试验装置，其特征在于，所述施力装置（21）包括：
驱动缸（211），所述驱动缸（211）的杆部与所述第一固定结构（23）连接；
伺服阀（212），与所述驱动缸（211）连接。
5.如权利要求2所述的力学试验装置，其特征在于，所述第一固定结构（23）包括：
第一固定主体（231），具有与所述试验样件（30）的第一端的形状相适配的第一容置孔，所述试验样件（30）的第一端***并固定在所述第一容置孔内。
6.如权利要求5所述的力学试验装置，其特征在于，
所述第一固定主体（231）具有弹性夹紧部，所述弹性夹紧部的内侧面形成所述第一容置孔的至少部分孔壁，所述第一固定结构（23）还包括：
锁紧件（232），与所述弹性夹紧部相配合，以使所述弹性夹紧部可选择性地松开所述试验样件（30）或夹紧所述试验样件（30）。
7.如权利要求2所述的力学试验装置，其特征在于，所述形变测量装置包括：
轴向位移测量装置（24），固定连接于所述第一固定结构（23）上并随第一固定结构（23）移动，根据所述轴向位移测量装置（24）与基准物之间的距离变化来测量所述试验样件（30）的轴向形变量。
8.如权利要求1所述的力学试验装置，其特征在于，还包括：
第二固定结构（40），所述试验样件（30）的第二端固定连接于所述第二固定结构（40）上，所述第二固定结构（40）与相应的所述端板（11）固定连接。
9.如权利要求8所述的力学试验装置，其特征在于，所述第二固定结构（40）包括：
第二固定主体，具有与所述试验样件（30）的第二端的形状相适配的第二容置孔，所述试验样件（30）的第二端***并固定在所述第二容置孔内。
10.如权利要求8所述的力学试验装置，其特征在于，还包括：
至少一个中间连接件（50），可拆卸地连接在所述第二固定结构（40）与相应的所述端板（11）之间，和/或，可拆卸地连接在所述试验力加载机构（20）与相应的所述端板（11）之间。
11.如权利要求10所述的力学试验装置，其特征在于，所述中间连接件（50）被设置为多个不同的长度规格，以适应不同长度的所述试验样件（30）。
12.如权利要求1所述的力学试验装置，其特征在于，所述主体（10）还包括：
多个连接柱（13），两个所述端板（11）平行设置并分别连接在各所述连接柱（13）的两端。
13.如权利要求12所述的力学试验装置，其特征在于，所述主体（10）还包括：
第一调节结构（131），设置在各所述连接柱（13）的至少一端与相应的所述端板（11）的连接处，通过所述第一调节结构（131）能够调整两个所述端板（11）之间的平行度。
14.如权利要求1所述的力学试验装置，其特征在于，
所述径向位移测量单元（61）包括：
安装座（611），设置在所述第二安装板（64）上；
径向位移测量主体（612），可滑动地安装于所述安装座（611）上。
15.如权利要求1所述的力学试验装置，其特征在于，
两个所述第一安装板（62）平行设置，所述挠度测量装置（60）还包括：
第二调节结构（66），设置在所述滑杆（63）的至少一端与相应的所述第一安装板（62）的连接处，通过所述第二调节结构（66）能够调整两个所述第一安装板（62）之间的平行度。
16.如权利要求15所述的力学试验装置，其特征在于，
两个所述第一安装板（62）中的一个安装在所述主体（10）的两个所述端板（11）中的一个上，所述滑杆（63）的端部穿过该第一安装板（62）和相应的所述端板（11），所述挠度测量装置（60）还包括：
第三调节结构（67），至少设置在该滑杆（63）的端部穿出所述端板（11）的部分上，通过所述第三调节结构（67）能够调整所述端板（11）与所述第一安装板（62）之间的平行度。
17.如权利要求16所述的力学试验装置，其特征在于，所述锁紧结构（65）、所述第二调节结构（66）和所述第三调节结构（67）中的至少一个包括卡箍，所述卡箍可选择性地打开或锁紧。
18.如权利要求1所述的力学试验装置，其特征在于，
所述挠度测量装置（60）还包括：
传动件（68），所述传动件（68）的两端可转动地连接于两个所述第一安装板（62）上，所述第二安装板（64）具有与所述传动件（68）相配合的传动配合部（641），转动所述传动件（68）并通过所述传动件（68）与所述传动配合部（641）的配合带动所述第二安装板（64）沿所述滑杆（63）移动。
19.如权利要求18所述的力学试验装置，其特征在于，所述传动件（68）包括丝杠，所述传动配合部（641）具有通孔，所述丝杠穿设于所述通孔内，所述通孔内壁具有与所述丝杠相配合的螺纹。
20.如权利要求18所述的力学试验装置，其特征在于，
所述挠度测量装置（60）还包括驱动结构（69），所述驱动结构（69）包括：
第一同步轮（692），与所述传动件（68）的端部连接，所述第一同步轮转动带动所述传动件（68）转动；
驱动主体（691），与所述第一同步轮驱动连接以驱动所述第一同步轮转动。
21.如权利要求20所述的力学试验装置，其特征在于，
所述驱动主体（691）包括：
第二同步轮，通过连接带与所述第一同步轮连接；
手柄，与所述第二同步轮固定连接，通过转动所述手柄带动所述第二同步轮和所述第一同步轮同步转动。
22.如权利要求1所述的力学试验装置，其特征在于，
所述主体（10）还包括多个连接柱（13），所述力学试验装置还包括：
径向调整装置（70），安装在至少一个所述连接柱（13）上，所述径向调整装置（70）与所述挠度测量装置（60）相配合以调整所述挠度测量装置（60）在所述试验样件（30）的径向方向上的位置。
23.如权利要求22所述的力学试验装置，其特征在于，所述径向调整装置（70）包括：
紧固部（71），固定在所述连接柱（13）上；
调节部（72），一端连接在所述紧固部（71）上，另一端连接在所述挠度测量装置（60）上，所述调节部（72）的长度可调。
24.如权利要求23所述的力学试验装置，其特征在于，
所述调节部（72）为多个，多个所述调节部（72）沿所述试验样件（30）的周向方向均匀分布。
25.如权利要求1所述的力学试验装置，其特征在于，所述形变测量装置还包括：
应变片传感器，设置于所述试验样件（30）的外表面。
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