多功能脆性材料力學(xué)性能試驗儀的研制.pdf

1、玻璃、陶瓷、混凝土等脆性材料是國民經(jīng)濟建設(shè)中一類重要的結(jié)構(gòu)材料，但是，由于它的脆性，這類材料也是最容易發(fā)生突發(fā)事故、最不安全的材料，每年由此而引起的事故給我國國民經(jīng)濟和人民財產(chǎn)安全帶來了巨大的損失。因而，脆性材料的安全性越來越引起人們的重視，如何更有效的對脆性材料進行性能測試，尤其是力學(xué)性能測試，甚至是構(gòu)件在服役狀態(tài)下的在線檢測，顯得尤為重要和緊迫。
　　本文基于模塊化設(shè)計思想，研制了一臺專門針對脆性材料力學(xué)性能測試的多功能脆性材

2、料試驗儀，其主要包括機械加載模塊、支撐平臺、功能模塊、測控系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)等模塊，通過對這些模塊的不同組合可實現(xiàn)不同的功能及滿足不同應(yīng)用場合要求；系統(tǒng)除了具有測試脆性材料的彈性模量、極限應(yīng)變、強度、硬度、韌性等常規(guī)性能外，還具有無損測試玻璃構(gòu)件不同位置的局部強度和表面預(yù)應(yīng)力，進而對玻璃構(gòu)件的安全可靠性和壽命進行預(yù)測等功能。
　　本文從設(shè)計思想闡述及方案對比入手，并結(jié)合本課題的理論背景及設(shè)計要求，闡述了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案選擇及系統(tǒng)各模塊

3、的組成及原理，本文對系統(tǒng)核心的加載模塊和支撐平臺設(shè)計和計算做了重點介紹，特別是對傳動系統(tǒng)進行了詳細的設(shè)計，并對重點部件進行選擇和核算，使之滿足系統(tǒng)整體要求；其次，通過UG建立了系統(tǒng)實體模型方便了機械系統(tǒng)的設(shè)計，并且基于ANSYS對機構(gòu)中的主要變形部件——底板和傳感器支架進行有限元分析，改進了設(shè)計結(jié)果，使關(guān)鍵部件的剛性滿足了系統(tǒng)整體設(shè)計要求；此外，通過對聲發(fā)射監(jiān)控、敏感位移壓痕兩個特殊功能模塊的進行構(gòu)建，擴展了試驗儀的功能；再次，本文對試