专利名称：一种应用拉压法测量粘弹性材料力学参数的实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及粘弹性材料参数测试技术领域，具体为一种应用拉压法测量粘弹性材料力学参数的实验装置。
背景技术：
目前，国内相关单位目前使用的粘弹性阻尼材料力学参数测量设备主要包括从法国引进的Metravib粘弹分析仪和从丹麦引进的B&K3550复模量测试系统。这两种系统存在价格高昂，使用方法复杂等缺陷。其中Metravib粘弹分析仪基于温频等效原理设计，属于间接测量方法，且测量频率上限一般低于500Hz ；B&K3550复模量测试系统基于共振法原理设计，通过分析悬臂梁试件共振峰特性间接得到阻尼材料力学参数，但该系统在实际测量过程中很难获得试件的高阶(第三、四阶)共振峰，测量频率上限低于1kHz。因此，需要研制一种结构简单，同时又能满足国标测量精度要求的粘弹性宽频力学参数测量实验装置。
发明内容
要解决的技术问题为解决现有技术存在的问题，本发明在现有国标《GB/T16406-1996》基础上，基于迟滞相频原理提出了一种应用拉压法测量粘弹性材料力学参数的实验装置。技术方案本发明的技术方案为所述一种应用拉压法测量粘弹性材料力学参数的实验装置，其特征在于包括壳体、力传感器、加速度传感器和激振器；壳体分为上壳体和下壳体，上壳体和下壳体均为一端封闭的空心圆柱结构，上壳体和下壳体同轴固定连接；激振器置于下壳体内部，并且激振器中心轴线与下壳体中心轴线共线；上壳体上端面开有中心通孔，预紧螺杆插入上壳体上端面的中心通孔内，并且预紧螺杆下端与定位滑块上端面同轴连接；定位滑块为薄壁圆柱结构，安装在上壳体内部，并与上壳体同轴间隙配合，定位滑块下端面中心有圆柱形凸起， 定位滑块通过圆柱形凸起与力传感器一端螺纹固定连接；力传感器另一端与辅助垫片上端面同轴固定连接；辅助垫片与加速度传感器封装盖板配合，用于夹持试件；加速度传感器封装盖板与加速度传感器封装下壳体同轴固定连接，并且加速度传感器放置在加速度传感器封装下壳体内，加速度传感器与加速度传感器封装盖板同轴固定连接；加速度传感器封装下壳体与激振器固定连接。所述的一种应用拉压法测量粘弹性材料力学参数的实验装置，其特征在于辅助垫片的试件安装面和加速度传感器封装盖板的试件安装面上开有对应的试件定位槽，所有试件定位槽槽口带有倒角。有益效果本发明基于迟滞相频原理设计了一种测量粘弹性材料力学参数的实验装置，相比于现有的引进装置，具有结构简单、测试精度高、测量频带宽等优点。本发明中的试件夹持部分具有好的试件适应性，能够完成不同规格、不同材质试件的精确、可靠夹持；本发明中定位滑块、传感器、试件及激振器间具有高的同轴度，且实现了可靠面接触，使激振器的激励充分传递给试件，同时确保传感器可靠测量相关物理量，从而使系统具有高的测量精度。
图1 本发明的结构示意图；图2 本发明的结构剖视图；图3 本发明的测量结果与Metravib粘弹分析仪测量结果对比图。其中1、下壳体；2、激振器；3、加速度传感器封装下壳体；4、加速度传感器封装盖板；5、试件；6、辅助垫片；7、上壳体；8、预紧螺杆；9、定位滑块；10、力传感器；11、加速度传感器；12、辅助垫圈；13、紧固螺栓；14、连接螺杆。
具体实施例方式下面结合具体实施例描述本发明本实施例中，采用应用拉压法测量粘弹性材料力学参数的实验装置测量试件材料的损耗因子。参照附图2，本实施例包括壳体、力传感器10、加速度传感器11和激振器2。壳体分为上壳体7和下壳体1，上壳体和下壳体均为一端封闭的空心圆柱结构，上壳体和下壳体同轴并采用紧固螺栓13固定连接；激振器置于下壳体内部，激振器与下壳体之间垫有辅助垫圈12，并且激振器中心轴线与下壳体中心轴线共线。上壳体上端面开有中心通孔，预紧螺杆8插入上壳体上端面的中心通孔内，并且预紧螺杆下端与定位滑块9上端面同轴螺纹固定连接；定位滑块为薄壁圆柱结构，安装在上壳体内部，并与上壳体同轴间隙配合，在预紧螺杆带动下，定位滑块可沿上壳体内侧壁上下滑动；定位滑块下端面中心有圆柱形凸起，定位滑块通过圆柱形凸起与力传感器一端螺纹固定连接；力传感器另一端与辅助垫片6上端面同轴螺纹固定连接；定位滑块可带动力传感器和辅助垫片一起上下运动。辅助垫片与加速度传感器封装盖板4配合，用于夹持试件，辅助垫片的试件安装面与加速度传感器封装盖板的试件安装面平行相对，试件放置在辅助垫片与加速度传感器封装盖板之间，并用粘接剂将试件固定；在辅助垫片的试件安装面和加速度传感器封装盖板的试件安装面上开有对应的试件定位槽，所有试件定位槽槽口带有倒角，试件端面定位于试件定位槽中，可保证试件具有高的安装精度。加速度传感器封装盖板与加速度传感器封装下壳体3同轴固定连接，并且加速度传感器放置在加速度传感器封装下壳体内，加速度传感器与加速度传感器封装盖板同轴螺纹固定连接；加速度传感器封装下壳体与激振器接触，并通过连接螺杆14固定连接。此外， 在上壳体表面上开有线槽，使力传感器和加速度传感器的信号线通过。整个装置中，激振器的激励能够充分传递给试件。本实施例中，通过定位滑块控制使试件、传感器和激振器同轴，辅助垫圈有助于激振器与下壳体之间同轴。整个装置整体通过螺纹连接，各部件之间充分面接触，使激振器的激励充分传递给试件、传感器可靠测量相关物理量，从而保证系统的测量精度，另外辅助垫片尺寸�。也捎们嶂屎辖鹬票福氲母郊又柿拷闲�。本实施例中利用本测量装置与Metravib粘弹分析仪进行了对比实验，试验结果如图3所示。由图3可以看出，采用拉压安装方式测得材料损耗因子与利用Metravib粘弹分析仪得到的结果在可对比频段基本一致(如果假设Metravib测量值为真实值，那么迟滞相频特性方法测量系统损耗因子测量误差约为3. 33% )，在Metravib粘弹分析仪不能测量的频率范围内，采用拉压安装方式的测量系统的测量结果表现出与可对比频段测量结果良好的一致性趋势。并且从总体上来说，两套测量系统获得的数据对比，采用拉压安装方式的测量系统得到的曲线更平滑，测量频率范围也更宽。
权利要求
1.一种应用拉压法测量粘弹性材料力学参数的实验装置，其特征在于包括壳体、力传感器、加速度传感器和激振器；壳体分为上壳体和下壳体，上壳体和下壳体均为一端封闭的空心圆柱结构，上壳体和下壳体同轴固定连接；激振器置于下壳体内部，并且激振器中心轴线与下壳体中心轴线共线；上壳体上端面开有中心通孔，预紧螺杆插入上壳体上端面的中心通孔内，并且预紧螺杆下端与定位滑块上端面同轴连接；定位滑块为薄壁圆柱结构，安装在上壳体内部，并与上壳体同轴间隙配合，定位滑块下端面中心有圆柱形凸起，定位滑块通过圆柱形凸起与力传感器一端螺纹固定连接；力传感器另一端与辅助垫片上端面同轴固定连接；辅助垫片与加速度传感器封装盖板配合，用于夹持试件；加速度传感器封装盖板与加速度传感器封装下壳体同轴固定连接，并且加速度传感器放置在加速度传感器封装下壳体内，加速度传感器与加速度传感器封装盖板同轴固定连接；加速度传感器封装下壳体与激振器固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用拉压法测量粘弹性材料力学参数的实验装置，其特征在于辅助垫片的试件安装面和加速度传感器封装盖板的试件安装面上开有对应的试件定位槽，所有试件定位槽槽口带有倒角。
全文摘要
本发明提出了一种应用拉压法测量粘弹性材料力学参数的实验装置，包括壳体、力传感器、加速度传感器和激振器，激振器置于下壳体内部，上壳体上装有预紧螺杆，预紧螺杆可带动定位滑块，力传感器和辅助垫片上下滑动，辅助垫片与加速度传感器封装盖板用于夹持试件，加速度传感器放置在加速度传感器封装下壳体内，加速度传感器封装下壳体与激振器固定连接。本发明基于迟滞相频原理，相比于现有的引进装置，具有结构简单、测试精度高、测量频带宽等优点。定位滑块、传感器、试件及激振器间具有高的同轴度，且实现了可靠面接触，使激振器的激励充分传递给试件，同时确保传感器可靠测量相关物理量，从而使系统具有高的测量精度。
文档编号G01N3/32GK102564871SQ201210004809
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者刘志宏, 王敏庆, 胡卫强 申请人:西北工业大学
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