一种记忆合金杆压扭大变形弯曲特性测试装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115901423A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211409944.5(22)申请日2022.10.26(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人裴永臣邹强刘思佳(51)Int.Cl.G01N3/02(2006.01)G01N3/04(2006.01)G01N3/06(2006.01)G01N3/08(2006.01)G01N3/22(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种记忆合金杆压扭大变形弯曲特性测试装置(57)摘要本发明专利公开了一种记忆合金杆压扭大变形弯曲特性测试装置。其主要由蜂窝状底板、加载变形模块、测量模块和图像识别模块组成；加载变形模块包括丝杠滑台电机、步进电机、固定支撑夹爪及万向节式铰接夹爪，测量模块包括力传感器、转角测量装置、位移测量装置及欧姆表，图像识别模块包括无影灯、水平变形识别装置和竖直变形识别装置。该装置可测试记忆合金杆在压扭复合加载时的实时各方向受力、变形加载量、三维空间非线性大变形形状以及电阻变化情况，并且提供了多种杆件位置、姿态和两端边界条件的不同测试条件，满足对于记忆合金杆压扭大变形弯曲特性的测试需求。该发明对探究记忆合金杆的弯曲特性具有先进的指导意义与实用价值。CN115901423ACN115901423A权利要求书1/1页1.一种记忆合金杆压扭大变形弯曲特性测试装置，其特征在于：蜂窝状底板1、加载变形模块2、测量模块3、图像识别模块4；加载变形模块2包括丝杠滑台电机21、步进电机22、固定支撑夹爪24及万向节式铰接夹爪27，丝杠滑台电机21通过连接板26固定于蜂窝状底板上，步进电机22通过连接块23固定连接于丝杠滑台电机21的滑台上，固定支撑夹爪与万向节式铰接夹爪替换使用，通过螺柱组25固定于步进电机的输出轴上；测量模块3包括力传感器31、转角测量装置32、位移测量装置33及欧姆表，转角测量装置32包括码盘321、读码器322以及连接臂323，码盘321通过螺柱组25夹于步进电机输出轴与夹爪之间，读码器322通过连接臂323连接于步进电机连接块23上；图像识别模块4包括无影灯41、水平变形识别装置42、竖直变形识别装置43以及支撑结构，无影灯41由支撑结构撑起，固定于记忆合金杆的上前方，灯光斜向下45°照射记忆合金杆。2.如权利要求1所述的记忆合金杆压扭大变形弯曲特性测试装置，其特征在于：采用了蜂窝状底板可适用于不同长度的记忆合金杆，并且可以使记忆合金杆两端部相错开；记忆合金杆力传感器所在端部的支撑结构与蜂窝底板连接采用弧形槽，可进行一定角度的旋转；记忆合金杆端部固定装置采用固定支撑与铰接支撑两种；提供了多种杆件位置、姿态和两端边界条件的不同测试条件。3.如权利要求2所述的记忆合金杆压扭大变形弯曲特性测试装置，其特征在于：所述的记忆合金杆端部的铰接支撑采用了十字轴式万向节作为记忆合金杆端部与测试装置的连接件，在保证记忆合金杆端部可相对自由旋转的同时兼顾了传递扭矩的需求。2CN115901423A说明书1/4页一种记忆合金杆压扭大变形弯曲特性测试装置技术领域[0001]本发明专利涉及弯曲变形特性测试装置领域，特别是涉及一种记忆合金杆压扭大变形弯曲特性测试装置。背景技术[0002]随着先进工程技术对功能多样化、材料智能化等要求的不断提高，弹性杆如记忆合金杆、玻璃纤维杆、碳纤维杆等元件凭借其明显优于传统材料元件的性能在很多领域得到了越来越广泛的关注。[0003]这其中，记忆合金杆凭借其超弹性效应、形状记忆效应和优良的力学性能，在驱动、缓冲、储能、弹射等领域获得了广泛的研究与应用。如传统的驱动器大多采用基于电磁效应获得转速与扭矩的原理，功重比低、驱动电压大、需要减速器进行配合，导致传动系统复杂、结构累赘，但以记忆合金杆为主体制作的驱动器机制简单、无需传动装置、结构尺寸小、低冲击、无磁性、噪声小、功重比高，对比传统驱动器具有显著优势；传统的缓冲器如弹簧缓冲器、橡胶缓冲器等通常结构复杂、尺寸较大且能重比低，但若以记忆合金杆制作缓冲器便可显著减少结构尺寸和重量、提高能重比，获得明显优于传统缓冲器的高效缓冲器；记忆合金杆应用在很多领域都有对比传统装置或技术的明显优势，探究记忆合金杆的弯曲特性具有先进的指导意义与实用价值。[0004]但记忆合金杆在应用时往往会产生空间非线性大变形，尤其是在压扭复合失稳的情况下，现有的测试装置往往只能进行单一的弯曲或扭转变形的测试，且杆件的位置、姿态以及两端边界条件单一，无法满足对记忆合金杆弯曲特性测试的复杂测试需求。[0005]设计内容[0006]针对现有技术中存在的问题与不足，本发明的目的在于提供一种对记忆合