CN218895752U - 一种微小形变综合试验台 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种微小形变综合试验台，包括用于支撑金属样品的支撑装置、用于压缩金属样品以使所述金属样品产生形变的压头装置、用于测量金属样品形变的接触式测量装置和非接触式测量装置，以及用于接收形变测量数据并加以记录分析的数据采集装置；所述接触式测量装置和所述非接触式测量装置均连接至所述数据采集装置。本申请将多种微小形变测试手段综合，可以用多种不同方法对同一微小变形进行测量，并对比不同设备测试误差，对比不同测量方法精度等，在实验教学，培训实践，设备校准等领域有潜在应用。

Description

一种微小形变综合试验台

技术领域

本申请属于形变测量技术领域，涉及一种综合试验台，特别是涉及一种微小形变综合试验台。

背景技术

在飞机及汽车的研发和生产中，无论是结构强度分析还是装配设计，对于微小形变的测量和控制不可缺少。微小形变是指材料表面特性受外界因素影响(压力，温度，湿度等)，材料本身发生的一些微小的变化(如弹性模量，热膨胀，弹性形变等)。对于这些微小变化光靠肉眼很难发觉，或是发觉变化又难以对微小变化进行定量的测量。

目前，微小形变的测量方式有很多，例如非接触式的激光反射法，接触式的光栅法及应变片法等。但是，现有对微小形变进行测量的方法均是单独进行的，难以对不同微小形变测量手段进行对比测量，比较不同方法的测试误差、精度等。

发明内容

本申请的目的在于提供一种微小形变综合试验台，用于解决难以对不同微小形变测量手段进行对比测量，比较不同设备的测试误差、精度等的问题。

第一方面，本申请提供一种微小形变综合试验台，包括用于支撑金属样品的支撑装置、用于压缩金属样品以使所述金属样品产生形变的压头装置、用于测量金属样品形变的接触式测量装置和非接触式测量装置，以及用于接收形变测量数据并加以记录分析的数据采集装置；所述接触式测量装置和所述非接触式测量装置均连接至所述数据采集装置。

本申请中，被测量的金属样品可以通过支撑装置水平放置在试验台上，通过压头装置向下缓慢压缩金属样品，以使待测量的金属样品能够产生微小形变。在金属样品产生形变的过程中，粘贴在金属样品表面的接触式测量装置和非接触式测量装置能够对采集样品产生的应变，并通过连接数据采集装置将数据加一记录并进行对比分析。

在第一方面的一种实现方式中，所述支撑装置包括至少两个柱体，所述柱体分离放置并用于支撑所述金属样品的底面，所述金属样品水平支撑于所述柱体上方。

本实现方式中，支撑装置能够支撑被测量的金属样品，使其水平放置于试验台上，方便对金属样品的形变进行准确测量。

在第一方面的一种实现方式中，所述支撑装置包括至少两个柱体，所述柱体分离放置并用于支撑所述金属样品的底面，所述金属样品水平支撑于所述柱体上方。

本实现方式中，支撑装置能够支撑被测量的金属样品，使其水平放置于试验台上，方便对金属样品的形变进行准确测量。

在第一方面的一种实现方式中，所述压头装置包括压头以及控制所述压头沿垂直于所述金属样品表面方向运动的控制器，所述压头连接所述控制器。

本实现方式中，压头装置由控制器所控制，沿垂直于金属样品表面的方向进行运动，以使待测量的金属样品能够产生微小形变。通过控制器能够使压头装置压缩的距离、力值都可控，有效实现形变的变化控制，便于测量对比。

在第一方面的一种实现方式中，所述压头包括金属压头。

本实现方式中，压头装置采用金属材料，可以获得较好的稳定性。

在第一方面的一种实现方式中，所述接触式测量装置包括应变片式传感器和接触式光栅测微计，所述变片式传感器粘贴于所述金属样品表面，所述接触式光栅测微计的测量头垂直于所述金属样品表面并与所述金属样品表面形成点接触。

本实现方式中，通过应变式传感器和接触式光栅测微计这两种接触式测量装置与所测量的金属样品形成接触，从而能够通过不同接触式测量装置同时采集金属样品相同位置或不同位置的微小形变，以便做对比测量分析。

在第一方面的一种实现方式中，所述应变片式传感器包括多个，并粘贴于所述金属样品表面的不同位置。

本实现方式中，通过粘贴于金属样品不同位置的的多个应变式传感器，能够采集并对比同一压力下金属样品不同位置产生的形变作用，例如两个应变片传感器的信号差距，与理论计算值对比，方便发现误差，实验教学、培训实践。

在第一方面的一种实现方式中，所述接触式光栅测微计通过第一夹具固定，所述接触式光栅测微计的测量位置可调。

本实现方式中，通过第一夹具固定接触式光栅测微计，并且通过第一夹具能够调整该接触式光栅测微计与金属样品的接触点位置，从而能够实现测量金属样品不同位置的形变。

在第一方面的一种实现方式中，所述非接触式测量装置通过第二夹具固定，所述非接触式测量装置的测量位置可调。

本实现方式中，还利用了非接触式测量装置进行对形变进行测量，以便更好的对不同的测量方法进行测量对比。同时，通过第二夹具固定非接触式测量装置，并且通过第二夹具能够调整该非接触式测量装置去测量金属样品不同位置的形变。

在第一方面的一种实现方式中，所述非接触式测量装置包括非接触式激光位移测距传感器，所述非接触式激光位移测距传感器对准所述金属样品表面。

本实现方式中，非接触式激光位移测距传感器对准金属样品表面，能够通过金属样品产生形变时所产生的与该非接触式激光位移测距传感器之间的距离变化，来判断金属样品产生的形变程度。

在第一方面的一种实现方式中，所述接触式测量装置和所述非接触式测量装置的测量作用点分别位于所述金属样品的上表面和下表面，互不干涉。

本实现方式中，接触式测量装置和非接触式测量装置对金属样品的测量作用点分别位于金属样品的上表面和下表面，在不干涉的情况下对金属样品的形变进行测量，既可以同时采集同一位置的行为，也可以采集金属样品不同位置的形变，能够更好的实现测量方法的对比。

附图说明

图1显示为本申请实施例所述的一种微小形变综合试验台结构示意图。

图2显示为本申请实施例所述的一种压头装置的结构示意图。

图3显示为本申请实施例所述的一种接触式测量装置的结构示意图。

图4显示为本申请实施例所述的一种非接触式测量装置的结构示意图。

元件标号说明

10        支撑装置

20        压头装置

201       压头

202       控制器

30        接触式测量装置

301       应片式传感器

302       接触式光栅测微计

40        非接触式测量装置

401       非接触式激光位移测距传感器

50        数据采集装置

60        金属样品

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本申请以下实施例提供了一种微小形变综合试验台，解决了难以对不同微小形变测量手段进行对比测量，比较不同设备的测试误差、精度等的问题。

以下将结合附图详细阐述本实施例的一种微小形变综合试验台的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实施例的微小形变综合试验台。

如图1所示，本实施例提供一种微小形变综合试验台，包括：用于支撑金属样品60的支撑装置10、用于压缩金属样品以使所述金属样品产生形变的压头装置20、用于测量金属样品形变的接触式测量装置30和非接触式测量装置40，以及用于接收形变测量数据并加以记录分析的数据采集装置50；所述接触式测量装置30和所述非接触式测量装置40均连接至所述数据采集装置50。

薄板金属样品60通过两边的支撑装置10水平放置在试验台上，压头装置20沿垂直于金属样品60表面的方向向下缓慢对薄板金属样品进行压缩，以使该金属样品60产生微小形变。在金属样品60产生形变的过程中，接触式测量装置30和非接触式测量装置40采集测量金属样品60相同位置的形变，并通过数据采集装置50对测量形变的数据进行记录与对比分析。

需要指出的是，接触式测量装置和非接触式测量装置也可以测量对比金属样品60不同位置的形变。

其中，如图1所示，支撑装置10至少包括两个柱体，在本实施例中优选两个柱体。所述柱体之间分离放置，并用于支撑所述金属样品60的底面，所述金属样品60水平支撑于所述柱体上方。金属样品60放置在分开的柱体上，使得可以向下发生形变。

其中，如图2所示，压头装置20包括压头201和控制所述压头沿垂直于所述金属样品60表面方向运动的控制器202。压头201连接至控制器202，使得控制器202得以控制压头沿垂直于所述金属样品60表面方向对该金属样品60产生压力，同时控制器202使压头201压缩的距离、力值都得以控制，使其发生不同程度的形变。

进一步地，压头201包括金属压头。

在一优选实施例中，支撑装置10和压头装置20可采用材料试验机现有工装或稍微改进，实现支撑及压缩功能即可，同时压缩的距离、力值都可控，实现方便，成本低。其中，如图3所示，接触式测量装置30包括应变片式传感器301和接触式光栅测微计302，所述变片式传感器301粘贴于所述金属样品表面，所述接触式光栅测微计302的测量头垂直于所述金属样品60表面并与所述金属样品60表面形成点接触。如此，能够使两者都能对金属样品60的形变进行测量。

进一步地，应变片式传感器301包括多个，并粘贴于所述金属样品60表面的不同位置。如此通过粘贴于金属样品60不同位置的多个应变式传感器，能够采集并对比同一压力下金属样品60不同位置产生的形变作用，并且还能得知多个应变片传感器301之间的信号差距，与理论的形变计算值对比，方便发现误差，实验教学、培训实践。

进一步地，所述接触式光栅测微计302通过第一夹具固定，所述接触式光栅测微计的测量位置可调。通过夹具固定接触式光栅测微计302的位置，并且能够随样品形变位置的变化，对接触式光栅测微计302的测量位置也进行调整，使该接触式光栅测微计302能够准确对准金属样品60的形变位置进行测量，实现对不同位置形变的测量。

其中，如图4所示，所述非接触式测量装置40通过第二夹具固定，所述非接触式测量装置的测量位置可调。

通过夹具固定非接触式测量装置40的位置，并且能够随样品形变位置的变化，对非接触式测量装置40的测量位置也进行调整，使该非接触式测量装置40能够准确对准金属样品60的形变位置进行测量，实现对不同位置形变的测量。

进一步地，所述非接触式测量装置40包括非接触式激光位移测距传感器401，所述非接触式激光位移测距传感器401对准所述金属样品60表面。

非接触式激光位移测距传感器401对准金属样品表面，因此，非接触式激光位移测距传感器401能够通过金属样品60产生形变时所产生的与该非接触式激光位移测距传感器之间的距离变化，来判断金属样品60产生的形变程度。

需要说明的是，如图1所示，所述接触式测量装置30和所述非接触式测量装置40的测量作用点分别位于所述金属样品60的上表面和下表面，互不干涉。

接触式测量装置30和非接触式测量装置40对金属样品的测量作用点分别位于金属样品60的上表面和下表面，在不干涉的情况下对金属样品60的形变进行测量。如图1所示，接触式光栅测微计302从金属样品60上方实时采集数据，非接触式激光位移测距传感器401从金属样品60下方实时采集数据，保证能够同时采集同一位置的行为，也可以采集金属样品60不同位置的形变。

本申请提供的一种微小形变综合试验台通过两边的支撑装置10支撑金属样品60，实现将该金属样品60水平放置在试验台上，压头装置20沿垂直于金属样品60表面的方向，向下缓慢对金属样品60进行压缩，以使该金属样品60产生微小形变。在金属样品60产生形变的过程中，接触式测量装置30和非接触式测量装置40采集测量金属样品60相同位置的形变，并通过数据采集装置50对测量形变的数据进行记录与对比分析。本申请提供的微小形变综合试验台将多种微小形变测试手段综合，能够实现用不同方法对同一变形进行测量对比，能够用于对比不同设备测试误差，不同测量方法精度等，在实验教学，培训实践，设备校准等领域有潜在应用。

上述各个附图对应的流程或结构的描述各有侧重，某个流程或结构中没有详述的部分，可以参见其他流程或结构的相关描述。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种微小形变综合试验台，其特征在于，包括用于支撑金属样品的支撑装置、用于压缩金属样品以使所述金属样品产生形变的压头装置、用于测量金属样品形变的接触式测量装置和非接触式测量装置，以及用于接收形变测量数据并加以记录分析的数据采集装置；

所述接触式测量装置和所述非接触式测量装置均连接至所述数据采集装置。

2.根据权利要求1所述的一种微小形变综合试验台，其特征在于，所述支撑装置包括至少两个柱体，所述柱体分离放置并用于支撑所述金属样品的底面，所述金属样品水平支撑于所述柱体上方。

3.根据权利要求1所述的一种微小形变综合试验台，其特征在于，所述压头装置包括压头以及控制所述压头沿垂直于所述金属样品表面方向运动的控制器，所述压头连接所述控制器。

4.根据权利要求3所述的一种微小形变综合试验台，其特征在于，所述压头包括金属压头。

5.根据权利要求1所述的一种微小形变综合试验台，其特征在于，所述接触式测量装置包括应变片式传感器和接触式光栅测微计，所述变片式传感器粘贴于所述金属样品表面，所述接触式光栅测微计的测量头垂直于所述金属样品表面并与所述金属样品表面形成点接触。

6.根据权利要求5所述的一种微小形变综合试验台，其特征在于，所述应变片式传感器包括多个，并粘贴于所述金属样品表面的不同位置。

7.根据权利要求5所述的一种微小形变综合试验台，其特征在于，所述接触式光栅测微计通过第一夹具固定，所述接触式光栅测微计的测量位置可调。

8.根据权利要求1所述的一种微小形变综合试验台，其特征在于，所述非接触式测量装置通过第二夹具固定，所述非接触式测量装置的测量位置可调。

9.根据权利要求1所述的一种微小形变综合试验台，其特征在于，所述非接触式测量装置包括非接触式激光位移测距传感器，所述非接触式激光位移测距传感器对准所述金属样品表面。

10.根据权利要求1所述的一种微小形变综合试验台，其特征在于，所述接触式测量装置和所述非接触式测量装置的测量作用点分别位于所述金属样品的上表面和下表面，互不干涉。

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