(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221096796 5.2 (22)申请日 2022.08.12 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 王忠宇　陈占光　王子钰　孙新杨　 王祯鑫　时起珍　周锦地　张莉　 (74)专利代理 机构 哈尔滨龙 科专利代理有限公 司 23206 专利代理师 王恒 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/20(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) (54)发明名称 一种拉弯耦合静强度测试装置及试验方法 (57)摘要 一种拉弯耦合静强度测试装置及试验 方法， 涉及一种强度测试装置及方法。 上夹具主体为夹 持件且其中间位置贯通锥形通槽， 夹持件顶部设 置转接件， 转接件顶部固定机端连接柱， 锥形通 槽内放置两个楔 形块对试件上端夹紧定位， 下夹 具对称夹紧在试件下端， 固定架相邻设置在试件 侧方， 由底板和立板拼装固定组成， 横向加载机 构包括圆柱压头、 力传感器及手动伸缩组件， 手 动伸缩组件滑动安装在立板内侧并能够锁紧定 位， 力传感器安装在手动伸缩组件的伸缩端， 圆 柱压头安装在力传感器端部与试件对应 设置， 竖 向伸缩机构固定在立板上与手动伸缩组件连接。 可以进行单轴拉伸 和三点弯曲加载， 也可以拉弯 耦合加载， 精度较高， 装置简易， 操作方便 。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115266356 A 2022.11.01 CN 115266356 A 1.一种拉弯耦合静强度测试装置， 其特征在于： 包括上夹具(1)、 下夹具(2)、 横 向加载 机构(4)、 固定架(5)以及竖向伸缩机构(6)， 所述上夹具(1)主体为夹持件(1 ‑4)且其中间位 置竖向贯通有上宽下窄的锥形通槽， 所述夹持件(1 ‑4)顶部设置外形为n形的转接件(1 ‑2) 且二者两侧通过两个销轴(1 ‑5)铰接， 所述转接件(1 ‑2)顶部固定机端 连接柱(1 ‑1)， 所述锥 形通槽内对称放置两个楔形块(1 ‑3)对试件(3)上端夹紧定位， 所述下夹具(2)与上夹具(1) 完全相同并对称夹紧在试件(3)下端， 所述固定架(5)相 邻设置在所述试件(3)侧方， 固定架 (5)由底板(5 ‑1)和立板(5 ‑3)呈L形拼装固定组成， 所述横向加载机构(4)包括圆柱压头(4 ‑ 1)、 力传感器(4 ‑2)及手动伸缩组件， 所述手动伸缩组件滑动安装在所述立板(5 ‑3)内侧并 能够锁紧定位， 所述力传感器(4 ‑2)安装在手动伸缩组件的伸缩端， 所述圆柱压头(4 ‑1)安 装在力传感器(4 ‑2)端部与试件(3)对应 设置， 所述竖向伸缩机构(6)固定在所述立板(5 ‑3) 上且其上端与手动伸缩组件连接 。 2.根据权利要求1所述的一种拉弯耦合静强度测试装置， 其特征在于： 所述手动伸缩组 件包括套筒外壳(4 ‑3)、 丝杠杆(4 ‑4)及手摇轮(4 ‑5)， 所述套筒外壳(4 ‑3)连接端外扩设置 安装翼板且其四角开设穿孔并安装四根紧固螺栓， 所述立板(5 ‑3)两侧并列设置两条竖向 滑槽， 套筒外壳(4 ‑3)通过所述四根紧固螺栓与所述两条竖向滑槽滑动连接并实现锁紧定 位， 所述手摇轮(4 ‑5)设置中心轴沿径向与套筒外壳(4 ‑3)转动插装 连接， 所述丝杠杆(4 ‑4) 沿轴向贯穿套筒外壳(4 ‑3)并与所述中心轴错位设置， 立板(5 ‑3)对应位置竖向开设允许丝 杠杆(4‑4)位移的长条孔， 中心轴固定有主动锥齿轮， 丝杠杆(4 ‑4)转动安装从动锥齿轮并 与所述主动锥齿轮啮合设置， 所述 从动锥齿轮的内孔设置螺纹与丝杠杆(4 ‑4)旋接配合， 丝 杠杆(4‑4)侧壁沿轴向设置导 向槽， 套筒外壳(4 ‑3)内壁与所述导 向槽配合设置导向凸起， 限制丝杠杆(4 ‑4)在轴向方向位移。 3.根据权利要求2所述的一种拉弯耦合静强度测试装置， 其特征在于： 所述手摇轮(4 ‑ 5)上的主动锥齿轮与丝杠杆(4 ‑4)上的从动锥齿轮为减速比传动。 4.根据权利要求3所述的一种拉弯耦合静强度测试装置， 其特征在于： 所述力传感器 (4‑2)与丝杠杆(4 ‑4)端部可拆卸连接， 所述丝杠杆(4 ‑4)端部设置连接耳， 力传感器(4 ‑2) 连接端固定矩形接 头， 所述矩形接 头开设连接孔与所述连接耳通过插销插 装连接。 5.根据权利要求1 ‑4中任一权利要求所述的一种拉弯耦合静强度测试装置， 其特征在 于： 所述圆柱压头(4 ‑1)与力传感器(4 ‑2)端部通过两个拉簧(4 ‑6)连接， 所述力传感器(4 ‑ 2)端部固定有连接块， 圆柱压头(4 ‑1)与所述连接块贴靠设置， 且圆柱压头(4 ‑1)两端通过 所述两个拉簧(4 ‑6)与连接块两侧相邻位置连接 定位。 6.根据权利要求1所述的一种拉弯耦合静强度测试装置， 其特征在于： 所述两个楔形块 (1‑3)内侧面 粗糙化处理， 两个楔形块(1 ‑3)外侧面 光滑打磨处 理。 7.根据权利要求1所述的一种拉弯耦合静强度测试装置， 其特征在于： 所述固定架(5) 的底板(5 ‑1)和立板(5 ‑3)连接位置 两侧分别固定斜撑杆(5 ‑2)。 8.一种拉弯耦合静强度试验方法， 其特征在于： 根据权利要求1所述的测试装置， 其试 验方法包括以下步骤： 步骤一： 将试件(3)上下两端分别通过上夹具(1)和下夹具(2)夹紧定位， 下夹具(2)与 试验机底座固定连接， 上夹具(1)与试验机顶部夹头固定连接， 并对试件(3)的中心位置进 行标注；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115266356 A 2步骤二： 启动试验机将上夹具(1)向上移动， 对试件(3)进行拉伸加载测试， 根据试验机 实时传输加载 过程中的力和位移控制拉伸力的大小； 步骤三： 对试件(3)拉伸方向进行保载， 由于试件(3)竖直方向拉伸中心位置向上移动， 通过竖向伸缩机构(6)控制横向加载机构(4)向上移动， 使圆柱压头(4 ‑1)重新与试件(3)的 中心位置对应， 并将手动伸缩组件与立板(5 ‑3)锁紧定位； 步骤四： 进行弯曲加载测试， 通过手动伸缩组件控制水平方向的移动给予试件(3)弯曲 载荷， 结合上夹具(1)和下夹具(2)利用圆柱压头(4 ‑1)对试件(3)进行三点弯曲加载， 根据 力传感器(4 ‑2)实时传输加载 过程中的力控制弯曲力的大小。 9.根据权利要求8所述的试验方法， 其特征在于： 所述圆柱压头(4 ‑1)通过原位旋转调 整与试件(3)的线接触位置， 避免磨损影响弯曲加载测试的精度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115266356 A 3