一種板材扭轉彎曲復合載荷試驗機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于材料力學性能測試技術領域，具體涉及一種板材扭轉彎曲復合載荷試驗機。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發展，復合材料、熔覆材料以及經過表面熱處理的材料的到廣泛應用；在實際工作中零件往往會發扭轉、彎曲、拉伸等情況；而且零件的扭轉往往會和彎曲同時發生，為了確保零件在實際工作中的強度，因此在生產過程中就需要進行力學性能測試。
[0003]在材料性能研究試驗中，試驗機分為三種類型，即彎曲試驗機、扭轉試驗機、拉壓(或稱軸向加載)試驗機；傳統的材料力學性能測試方法大都是通過單一載荷加載進行力學性能測試的。然而由于實際工況的復雜性，零件承受是復雜載荷，因此，在不同裝置上分別進行力學性能測試，往往會存在試驗誤差大、精度低、自動化程度低。而且在力學性能測試中，材料的應力應變、抗拉抗彎強度等反應的是材料的綜合性能；因此，對于零件的扭轉和彎曲同時發生的情況，單一的力學參數往往和實際相差甚遠，進而也使得結果不具有說服力。
[0004]目前，通常所說的材料扭轉、彎曲性能試驗機大都需要夾具裝夾，然后進行力學性能測試，由于普通夾具的裝夾是通過人工達到夾持的精確度，夾緊力也是完全通過螺栓壓緊提供的；因此夾緊力不足的問題也經常發生，當板材試樣在發生塑性變形時，夾頭無法跟進保持足夠的夾緊力，試樣無法夾緊就會導致實驗失敗。
[0005]綜上所述，設計一個結構巧妙，測試精度高的扭轉彎曲復合載荷條件下的材料力學性能測試裝置來檢測材料綜合作用下的力學性能是十分必要的。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的是克服現有試驗機只能通過單一載荷加載進行力學性能測試，不符合實際工況而導致試驗效率和準確度低的問題。
[0007]為此，本實用新型提供了一種板材扭轉彎曲復合載荷試驗機，包括機架、扭轉機構、彎曲機構和控制機箱，所述控制機箱設置在機架的右端，控制機箱內設置有計算機和可編程控制器，控制機箱表面設置操作面板；所述扭轉機構包括固定端、液壓夾具、旋轉加載端，所述固定端固定在機架的左端，所述固定端上設置有扭矩傳感器，所述旋轉加載端固定在控制機箱上，旋轉加載端由伺服電機I1、同步帶、減速器組成，伺服電機II與減速器通過同步帶傳動連接，所述液壓夾具分為左右設置的從動端和主動端，從動端與扭矩傳感器相連，主動端與減速器相連，從動端和主動端之間夾緊板材試件；所述彎曲機構包括偏心輪、驅動桿、推桿、轉軸、伺服電機I，所述伺服電機I安裝在機架的右側，轉軸的一端與伺服電機I上的齒輪相連，轉軸另一端通過軸承和軸承座與偏心輪連接，偏心輪上設有連桿，所述偏心輪固定在機架上，所述驅動桿下端設置有連桿鉸塊，連桿鉸塊與連桿連接，驅動桿上端連接推桿，推桿端部設置推頭，推頭上安裝有壓力傳感器，所述推桿設置在板材試件的下方，且與板材試件垂直正對；所述可編程控制器分別與控制機箱內的計算機、伺服電機I和伺服電機II電連接。
[0008]上述連桿鉸塊下端的驅動桿上設置有防松螺母。
[0009]上述驅動桿上套裝有滑槽，該滑槽固定在機架上。
[0010]上述滑槽為套筒形狀，與驅動桿間隙配合。
[0011 ] 上述液壓夾具為液壓楔形夾具。
[0012]上述偏心輪上設有最高位和最低位。
[0013]上述機架上表面設置有工作臺。
[0014]上述機架上表面設置有滑動導軌，固定端的下部在該滑動導軌左右移動。
[0015]本實用新型的有益效果:
[0016](1)本實用新型提供的這種板材扭轉彎曲復合載荷試驗機既可以獨立進行扭轉、彎曲性能測試，也可以集成扭轉與彎曲于一體進行復合載荷下的材料性能測試，更接近于材料實際應用下的受力情況，實驗結果更具有真實性。
[0017](2)本實用新型提供的這種板材扭轉彎曲復合載荷試驗機整體結構緊湊，采用一組相同的夾具可以實現板材試件的扭轉和彎曲試驗，充分利用了測試裝置的空間。
[0018](3)本實用新型提供的這種板材扭轉彎曲復合載荷試驗機采用偏心輪增大了彎曲試驗的范圍。
[0019](4)本實用新型提供的這種板材扭轉彎曲復合載荷試驗機采用液壓楔形夾具，解決了邊旋轉邊持續夾緊的問題，大大降低的實驗操作強度，提高了試驗的準確度。
[0020]以下將結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型板材扭轉彎曲復合載荷試驗機的結構示意圖。
[0022]圖2是本實用新型的控制原理圖。
[0023]圖3是本實用新型板材扭轉彎曲復合載荷試驗機中液壓夾具的內部結構示意圖。
[0024]圖4是液壓夾具的外部結構示意圖。
[0025]圖5是本實用新型板材扭轉彎曲復合載荷試驗機中偏心輪連接結構示意圖。
[0026]附圖標記說明:1、機架；2、防松螺母；3、連桿鉸塊；4、連桿；5、偏心輪；6、驅動桿；7、工作臺；8、滑槽；9、固定端；10、液壓夾具；11、板材試件；12、推桿；13、軸承；14、軸承座；15、旋轉加載端；16、計算機；17、操作面板；18、轉軸；19、齒輪；20、螺母；21、伺服電機I ;22、可編程控制器；23、伺服電機II ;24、同步帶；25、減速器；26、扭矩傳感器；27、滑動導軌；28、壓力傳感器；29、液壓缸筒；30、油缸端蓋；31、活塞桿；32.傳動軸；33、夾持體；34、壓盤；35、推力軸承；36、深溝球軸承；37、拉板；38、夾持鉗口 ；39、鉗口塊；40、擋塊；41、支架；42、壓蓋；43、從動端；44、主動端；45、推頭。
【具體實施方式】
[0027]實施例1:
[0028]為了克服現有試驗機只能通過單一載荷加載進行力學性能測試，不符合實際工況而導致試驗效率和準確度低的問題，本實施例提供了一種如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示的板材扭轉彎曲復合載荷試驗機，包括機架1、扭轉機構、彎曲機構和控制機箱，所述控制機箱設置在機架1的右端，控制機箱內設置有計算機16和可編程控制器22，控制機箱表面設置操作面板17 ;所述扭轉機構包括固定端9、液壓夾具10、旋轉加載端15，所述固定端9固定在機架1的左端，所述固定端9上設置有扭矩傳感器26，所述旋轉加載端15固定在控制機箱上，旋轉加載端15由伺服電機1123、同步帶24、減速器25組成，伺服電機1123與減速器25通過同步帶24傳動連接，所述液壓夾具10分為左右設置的從動端43和主動端44，從動端43與扭矩傳感器26相連，主動端44與減速器25相連，從動端43和主動端44之間夾緊板材試件11 ;所述彎曲機構包括偏心輪5、驅動桿6、推桿12、轉軸18、伺服電機121，所述伺服電機121安裝在機架1的右側，轉軸18的一端與伺服電機121上的齒輪19相連，轉軸18另一端通過軸承13和軸承座14與偏心輪5連接，偏心輪5上設有連桿4，所述偏心輪5固定在機架1上，所述驅動桿6下端設置有連桿鉸塊3，連桿鉸塊3與連桿4連接，驅動桿6上端連接推桿12，推桿12端部設置推頭45，推頭45上安裝有壓力傳感器28，所述推桿12設置在板材試件11的下方，且與板材試件11垂直正對；所述可編程控制器22分別與控制機箱內的計算機16、伺服電機121和伺服電機1123電連接。
[0029]在扭轉試驗過程中，液壓夾具10用于夾持板材試件11，計算機16發出指令，伺服電機1123輸出轉速，通過減速器25軸使旋轉加載端15轉動，對板材試件11施加扭矩，從動端43通過軸鍵與扭矩傳感器26連接，試驗加載過程固定不動，扭矩的大小通過扭矩傳感