超大载荷拉伸试验机缓冲装置

摘要

一种超大载荷结构件拉伸试验机的缓冲装置，包括夹具(2)，主夹头(3)，副夹头(4)，位移传感器(5)，缓冲杆(6)，缓冲挡环(7)，加载油缸(8)，导轨(9)，力传感器(10)，液压缓冲缸座(11)，液压缓冲缸(12)，弹簧(13)，复位缸(14)，缓冲缸活塞(15)和缓冲缸缸筒(16)。本发明采用液压缓冲缸和弹簧两级串联缓冲，将夹头夹具的冲击动能大部分转化为液压缸内液体的热能，并由空气散发掉，小部分转化为弹簧的变形势能，此外，弹簧还具有复位缓冲系统的作用。调整缓冲时间大于等于临界缓冲时间，以保证液压缓冲缸达到的良好的缓冲效果。该缓冲系统设计合理、缓冲平稳、便于控制、可靠性高。

主权项

一种超大载荷结构件拉伸试验机对试件进行测试的方法，其特征是，所述试验机包含如下缓冲装置，该缓冲装置包括夹具(2)，主夹头(3)，副夹头(4)，位移传感器(5)，缓冲杆(6)，缓冲挡环(7)，加载油缸(8)，导轨(9)，力传感器(10)，液压缓冲缸座(11)，液压缓冲缸(12)，弹簧(13)，复位缸(14)，缓冲缸活塞(15)和缓冲缸缸筒(16)；其中，副夹头(4)固定连接在试验机上，导轨(9)的一端固定在副夹头(4)上，导轨(9)的另一端与主夹头(3)连接，主夹头(3)位于试验机上，且只能沿着导轨(9)移动；夹具(2)固定连接在主夹头(3)和副夹头(4)上；加载油缸(8)固定连接在主夹头(3)上，用于驱动主夹头(3)对试件进行加载；力传感器(10)固定连接在副夹头(3)上，用于测量加载力；四个液压缓冲缸座(11)分别固定连接在主夹头(3)和副夹头(4)上，液压缓冲缸(12)与连接在主夹头(3)上的液压缓冲缸座(11)固定连接，缓冲杆(6)穿过液压缓冲缸座(11)和液压缓冲缸(12)，保证缓冲过程只能沿着缓冲杆(6)轴线的方向进行；弹簧(13)一端与液压缓冲缸(12)固定连接，另一端与缓冲杆(6)的一端固定连接；缓冲杆(6)靠近副夹头(4)的一侧上固定连接有缓冲挡环(7)，可起到安全限位的作用；液压缓冲缸(12)由缓冲缸活塞(15)和缓冲缸缸筒(16)组成，缓冲缸活塞(15)与缓冲杆(6)固定连接；主夹头(3)上固定连接有复位缸(14)，可将加载后主夹头(3)恢复到加载前的位置，测试具体包括如下步骤：步骤101，将试件(1)与主夹头(3)和副夹头(4)上的夹具(2)固定连接；步骤102，将位移传感器(5)固定在试件(1)上；步骤103，将缓冲杆(6)上靠近副夹头(4)一侧的缓冲挡环(7)设置完毕，设定缓冲时间，在不同的试验过程中，仅根据测试试件的质量调节缓冲时间；步骤104，通过加载油缸(8)对试件(1)沿着导轨(9)施加拉伸载荷；步骤105，通过位移传感器(5)和力传感器(10)将加载过程中的变形和力通过数据采集系统输入到外部计算机中，得到需要的实验数据和图形；其中：步骤103中缓冲时间的设定应大于等于临界缓冲时间，临界缓冲时间的计算公式如下：$t=\frac{{\mathrm{\pi h}}^{3}Dm}{21{\mathrm{\mu lA}}^2}$式中，h为缓冲缸活塞(15)与缓冲缸缸筒(16)的间隙；D为缓冲缸活塞(15)的直径；m为主夹头(3)及其附件和试件(1)的总质量；μ为液压缸内液体的动力粘度；l为缓冲缸活塞(15)的长度；为缓冲缸活塞(15)的有效面积，d为缓冲杆(6)的直径。