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专利名称：一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种测试磁敏弾性体磁致力学性能的通用试验装置，具体涉及ー种基于力-磁耦合原理测试材料磁致力学特性的磁场发生、力学加载及测量装置，它主要用于磁敏弾性体在不同大小磁场中磁致伸縮、磁致拉压及磁致剪切特性的测量。属于铁磁复合材料力磁耦合參数及其特性測量技术领域。
(ニ)
背景技术：
目前，无论材料在磁场中的磁学特性还是在结构场中的力学特性测试技术均已发展成熟，各类磁学测试仪器(高斯计等)及力学测试仪器(万能试验机等)都已产品化。但是对材料力磁耦合行为的研究尚不够深入，相应研究力磁耦合效应的试验设备和仪器十分缺少。在文献中曾经出现过的少量自制力磁测试设备均存在各类缺陷，比如成本高、通用性差和测试仪器易受电磁场干扰等。

发明内容
I、发明目的本发明的目的是提供ー种测试磁敏弾性体磁致力学性能的通用试验装置，它是ー种在具体试验中通过调节磁场强度和更换夹具来进行不同磁场下磁敏弾性体磁致伸縮、磁致拉压及磁致剪切特性的通用试验装置。2、技术方案本发明ー种测试磁敏弾性体磁致力学性能的通用试验装置，如图I (a)、图I (b)所示，该装置包括以下部件上连接件I、加载端铁心2、六角螺栓3、上端盖4、第一励磁线圈5、第二励磁线圈6、L型鉄心7、下端盖8、六角螺栓9和下连接件10。它们之间的位置连接关系是上连接件I通过自身螺纹与加载端铁心2相连；加载端铁心2处于左右対称的上端盖4之间；上端盖4通过六角螺栓3与L型鉄心7相连；第一励磁线圈5与第二励磁线圈6沿中心轴上下各放置ー个；下端盖8通过六角螺栓9与L型鉄心7相连；下连接件10通过自身螺纹与下端盖8相连；该装置整体通过上连接件I和下连接件10与万能试验机连接。所述上连接件I为带螺纹和定位销孔的阶梯轴铝合金件，是不导磁件；所述加载端鉄心2为长方体构件，材料选择电エ纯铁或其他強度及导磁率均很高的材料，拉压与剪切试验中采用不同加载端铁心2 ；所述六角螺栓3为按需选购的标准件，数量为前后各一、左右对称共四件；所述上端盖4为开有螺栓连接孔的长方体构件，材料选择电エ纯铁或其他強度及导磁率均很高的材料，数量为左右対称的两件，拉压与剪切试验中采用不同上端盖4 ;所述第一励磁线圈5为自制件，由漆包铜导线绕制；所述第二励磁线圈6为自制件，由漆包铜导线绕制；所述L型鉄心7为长方形截面L型件，材料选择电エ纯铁或其他強度及导磁率均很高的材料，数量为左右対称的两件；、
所述下端盖8为开有螺栓连接孔的“T”字型或倒“凸”字型长方形截面构件，材料选择电エ纯铁或其他強度及导磁率均很高的材料，拉压与剪切试验中采用不同下端盖8 ；所述六角螺栓9为标准件，数量为前后各一、左右对称共四件；所述下连接件10为带螺纹和定位销孔的阶梯轴铝合金件，是不导磁件。本发明的工作原理及流程如下首先，将上连接件I和下连接件10与万能试验机连接；磁致伸缩エ况如图I (a)所示，磁敏弾性体试件放置于下端盖8之上，对第一励磁线圈5及第ニ励磁线圈6通电，在磁敏弾性体试件区域产生均匀磁�。�测试磁敏弾性体试件在磁场作用下的变形參数；拉压エ况如图I (a)所示，磁敏弾性体试件连接于加载端鉄心2与下端盖8之间，对第一励磁线圈5及第ニ励磁线圈6通电，在磁敏弾性体试件区域产生均匀磁场,通过加载端铁心2对磁敏弾性体试件施加拉压载荷，并进行相关测量；剪切エ况如图I (b)所示，两个相同尺寸磁敏弾性体试件左右对称连接于加载端鉄心2与上端盖4之间，对第一励磁线圈5及第ニ励磁线圈6通电，在磁敏弾性体试件区域产生均匀磁�。�通过加载端铁心2对磁敏弾性体试件施加剪切载荷，并进行相关测量。 本发明将磁致伸縮、磁致拉压模量及磁致剪切模量的測量集成到一个结构简单、操作方便的平台中，将传统力学测试设备与磁学测试设备相连接，形成ー个具有通用性的磁敏弹性体力磁耦合效应测试试验装置。3、优点及功效本发明ー种测试磁敏弾性体磁致力学性能的通用试验装置，其优点如下I.将磁场发生装置与专用夹具结合为一体，和传统カ磁耦合测试装置相比结构简单、体积小、重量轻。2.与传统力学试验设备(万能试验机等)的连接通过改变上下连接件形式及尺寸即可，费用更低，使用更方便。3.将磁致伸縮、磁致拉压模量及磁致剪切模量的測量集成到同一平台上，减少试验设备费用。4.本发明结构紧凑且尺寸适中，可方便的放置于恒温箱和电磁屏蔽箱等结构中，满足不同试验条件。总之，该装置能够进行磁致伸縮、磁致拉压模量及磁致剪切模量的測量，并能满足不同试验条件的要求，兼具通用性与易用性。


图I (a)是磁致伸缩及磁致拉压模量测试示意图。图I (b)是磁致剪切模量测试示意图。图2 (a)是磁致伸缩及磁致拉压模量测试加载端铁心示意图。图2 (b)是磁致剪切模量测试加载端鉄心示意图。图3 (a)是磁致伸缩及磁致拉压模量测试上端盖示意图。图3 (b)是磁致剪切模量测试上端盖示意图。图4 Ca)是磁致伸缩及磁致拉压模量测试下端盖示意图。图4 (b)是磁致剪切模量测试下端盖示意图。图5 (a)是磁致伸缩及磁致拉压模量测试磁路示意图。
图5 (b)是磁致剪切模量测试磁路示意图。图中符号说明如下1-上连接件、2-加载端铁心、3-六角螺栓、4-上端盖、5-第一励磁线圈、6_第二励磁线圈、7_L型铁心、8_下端盖、9_六角螺检、10-下连接件。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进ー步阐述见图I (a)、图I (b)，本发明ー种测试磁敏弾性体磁致力学性能的通用试验装置，该装置主要包括上连接件I、加载端铁心2、六角螺栓3、 上端盖4、第一励磁线圈5、第二励磁线圈6、L型鉄心7、下端盖8、六角螺栓9和下连接件10。它们之间的位置连接关系是上连接件I通过自身螺纹与加载端铁心2相连；加载端铁心2处于左右対称的上端盖4之间；上端盖4通过六角螺栓3与L型鉄心7相连；第一励磁线圈5与第二励磁线圈6沿中心轴上下各放置ー个；下端盖8通过六角螺栓9与L型鉄心7相连；下连接件10通过自身螺纹与下端盖8相连；该装置整体通过上连接件I和下连接件10与万能试验机连接。所述上连接件I为带螺纹和定位销孔的阶梯轴铝合金件，是不导磁件；所述加载端鉄心2为长方体构件，材料选择电エ纯铁或其他強度及导磁率均很高的材料，拉压与剪切试验中采用不同加载端铁心2 ;拉压试验采用图2 (a)所示加载端铁心2，剪切试验采用图2 (b)所示加载端铁心2 ；所述六角螺栓3为标准件，数量为前后各一、左右对称共四件；所述上端盖4为开有螺栓连接孔的长方体构件，材料选择电エ纯铁或其他強度及导磁率均很高的材料，数量为左右対称的两件，拉压与剪切试验中采用不同上端盖4;拉压试验采用图3 (a)所示上端盖4，剪切试验中采用图3 (b)所示上端盖4;所述第一励磁线圈5为自制件，由漆包铜导线绕制；所述第二励磁线圈6为自制件，由漆包铜导线绕制；所述L型鉄心7为长方形截面L型件，材料选择电エ纯铁或其他強度及导磁率均很高的材料，数量为左右対称的两件；所述下端盖8为开有螺栓连接孔的“T”字型或倒“凸”字型长方形截面构件，材料选择电エ纯铁或其他強度及导磁率均很高的材料，拉压与剪切试验中采用不同下端盖8 ;拉压试验采用图4 (a)所示下端盖8，剪切试验中采用图4 (b)所示下端盖8;所述六角螺栓9为标准件，数量为前后各一、左右对称共四件；所述下连接件10为带螺纹和定位销孔的阶梯轴铝合金件，是不导磁件。如图I (a)、(b)、图2 (a)、(b)所示，本发明所涉及的种测试磁敏弾性体力学性能的通用试验装置通过上连接件I和下连接件10与万能试验机连接。磁致伸缩エ况如图I Ca)所示，磁敏弾性体试件放置于下端盖8之上，对第一励磁线圈5及第ニ励磁线圈6通电，在磁敏弾性体试件区域产生均匀磁场，测试磁敏弾性体试件在磁场作用下的变形參数；拉压エ况如图I (a)所示，磁敏弾性体试件连接于加载端鉄心2与下端盖8之间，对第一励磁线圈5及第ニ励磁线圈6通电，在磁敏弾性体试件区域产生均匀磁�。�通过加载端鉄心2对磁敏弾性体试件施加拉压载荷，并进行相关测量；剪切エ况如图I (b)所示，两个相同尺寸磁敏弾性体试件左右对称连接于加载端鉄心2与上端盖4之间，对第一励磁线圈5及第ニ励磁线圈6通电，在磁敏弾性体试件区域产生均匀磁场，通过加载端鉄心2对磁敏弾性体试件施加剪切载荷，并进行相关测量。图5 (a)是磁致伸缩及磁致拉压模量测试磁路示意图，图5 (b)是磁致剪切模量测试磁路示意图。本发明按照设想实施特例进行了说明，但不局限于上述实例，凡是符合本发明的 思路，采用相似结构及材料替换的方法所获得的技术方案，都属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置，其特征在于该装置包括上连接件(I)、加载端铁心(2)、六角螺栓(3)、上端盖(4)、第一励磁线圈(5)、第二励磁线圈(6)、L型铁心(J)、下端盖(8)、六角螺栓(9)和下连接件(10);上连接件(I)通过自身螺纹与加载端铁心(2)相连；加载端铁心(2)处于左右对称的上端盖(4)之间；上端盖(4)通过六角螺栓(3)与L型铁心(7)相连；第一励磁线圈(5)与第二励磁线圈(6)沿中心轴上下各放置一个；下端盖(8)通过六角螺栓(9)与L型铁心(7)相连；下连接件(10)通过自身螺纹与下端盖(8)相连；该装置整体通过上连接件(I)和下连接件(10)与万能试验机连接；所述上连接件(I)为带螺纹和定位销孔的阶梯轴铝合金件，是不导磁件； 所述加载端铁心(2)为长方体构件，材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率高的材料，拉压与剪切试验中采用不同加载端铁心(2)； 所述六角螺栓(3)为按需选购的标准件，数量为前后各一、左右对称共四件； 所述上端盖(4)为开有螺栓连接孔的长方体构件，材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率高的材料，数量为左右对称的两件，拉压与剪切试验中采用不同上端盖(4)； 所述第一励磁线圈(5)为自制件，由漆包铜导线绕制； 所述第二励磁线圈(6)为自制件，由漆包铜导线绕制； 所述L型铁心(7)为长方形截面L型件，材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率高的材料，数量为左右对称的两件； 所述下端盖(8)为开有螺栓连接孔的“T”字型或倒“凸”字型长方形截面构件，材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率高的材料，拉压与剪切试验中采用不同下端盖(8); 所述六角螺栓(9)为标准件，数量为前后各一、左右对称共四件； 所述下连接件(10)为带螺纹和定位销孔的阶梯轴铝合金件，是不导磁件。
全文摘要
一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置，包括上连接件、加载端铁心、六角螺栓、上端盖、第一励磁线圈、第二励磁线圈、L型铁心、下端盖、六角螺栓和下连接件；上连接件通过自身螺纹与加载端铁心相连；加载端铁心处于左右对称的上端盖之间；上端盖通过六角螺栓与L型铁心相连；第一励磁线圈与第二励磁线圈沿中心轴上下各放置一个；下端盖通过六角螺栓与L型铁心相连；下连接件通过自身螺纹与下端盖相连；该装置整体通过上连接件和下连接件与万能试验机连接；本发明通过调节磁场强度和更换夹具来进行不同磁场下磁敏弹性体磁致伸缩、拉压及剪切特性的通用试验，它在铁磁复合材料力磁耦合参数及其特性测量技术领域里具有良好的应用前景。
文档编号G01R33/18GK102680323SQ20121018744
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月7日 优先权日2012年6月7日
发明者冷鼎新, 孙凌玉, 李伟, 陈卫卫, 马付俊 申请人:北京航空航天大学