專利名稱：一種測試磁敏彈性體沖擊性能的試驗裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種測試磁敏弾性體沖擊性能的試驗裝置，尤其涉及一種基于電磁鐵的磁場強度可變的測試裝置，該裝置用于測試磁敏弾性體受到沖擊載荷后的力學特性。它結構簡單，易于搭建。通過試驗測量，可以分析影響磁敏弾性體沖擊性能的主要因素，并探索該材料的沖擊吸能機理。屬于磁性顆粒增強復合材料力-磁耦合參數及其特性測量技術領域。
(ニ)
背景技術：
磁敏弾性體是ー種由橡膠基體和磁性微米或納米級顆粒混合后，在磁場作用下固化而成的聚合物基復合材料，屬于ー種新型智能材料。已公開發表的大量學術論文表明，該材料的靜態力學特性和阻尼特性(如楊氏模量、剪切模量和壓縮模量等)均可由外磁場調節，磁致力學性能較零磁場力學性能有明顯的提高。但是，還未見對該材料沖擊性能的相關研究，也沒有檢索到測試該材料沖擊性能的力-磁耦合試驗設備和儀器。然而，對磁敏彈性體沖擊力學特性的研究將直接影響到該材料在精密儀器的跌落保護、汽車碰撞等方面的エ程應用。本發明設計了ー種基于電磁鐵的磁場強度可變的測試磁敏弾性體沖擊性能的試驗裝置，測試的數據將對磁敏弾性體的工程應用，具有重要的意義。

發明內容
I、目的本發明的目的是提供ー種測試磁敏弾性體沖擊性能的試驗裝置，其結構簡單、安裝方便。通過該裝置測量的磁敏弾性體沖擊力學響應，可以分析影響該智能材料沖擊性能的主要因素，并研究它們的影響規律，進而指導基于磁敏弾性體的沖擊吸能器的設計與エ程應用。2、技術方案見圖1，本發明ー種測試磁敏弾性體沖擊性能的試驗裝置，它包括底座、支桿、橫梁、調節板、十字調節軸、螺母、導桿、落錘、磁敏弾性體、T型電磁鐵中芯、螺釘、L型電磁鐵側芯、上蓋板、勵磁線圈。它們之間的位置連接關系是底座置于地面，它的兩凸起端與支桿之間通過螺紋聯接；支桿與橫梁之間通過螺紋聯接；橫梁與調節板間隙配合，調節板可以沿著橫梁上端的方型槽移動；十字調節軸的縱向軸與橫梁上條形板料的孔間隙配合，十字調節軸的橫向軸與調節板圓孔間隙配合，十字調節軸的四端均有螺紋，可以分別通過螺母固定其與橫梁和調節板的空間位置；導桿與十字調節軸通過螺紋聯接；帶有圓孔的落錘可以沿導桿運動，通過上蓋板的方型通孔沖擊磁敏弾性體；磁敏彈性體位于T型電磁鐵中芯的頂端；T型電磁鐵中芯的底端置于底座上端，T型電磁鐵中芯通過螺釘與L型電磁鐵側芯相連；L型電磁鐵側芯通過螺釘與上蓋板相連；勵磁線圈纏繞在T型電磁鐵中芯上。所述底座是矩形板材、其上帯有兩個尺寸相同凸起端的結構件，其為鋁合金件。所述支桿是圓形截面的直桿，其為鋁合金件。
所述橫梁是由兩個矩形板料的和兩根條形板料對稱組合而成平板型結構件，其上端開有兩個尺寸一致的方形槽，供鑲崁調節板，為鋁合金件。所述調節板是薄板矩形結構件，為鋁金合金件。所述十字調節軸是十字交叉軸，包含縱軸和橫軸兩部分。其為鑄造件，為鋁合金件。所述螺母是標準市購件，共四件； 所述導桿是圓形截面的直桿，其為鋁合金件。所述落錘是矩形截面的質量塊，其內部開有圓形通孔，材料選用電エ純鐵或其他強度及導磁率均很高的材料。所述磁敏弾性體是自制件，由鐵磁顆粒和橡膠基體混合而成，其形狀為長方體。所述T型電磁鐵中芯是剖面呈T型的結構件，其材料選用電エ純鐵或其他強度及導磁率均很高的材料。所述螺釘為市購件，共8件。所述L型電磁鐵側芯是剖面呈L型的結構件，其材料選用電エ純鐵或其他強度及導磁率均很高的材料。所述上蓋板是平板型結構件，其中部開有方型通孔，四周設有螺釘固定孔，其材料選用電エ純鐵或其他強度及導磁率均很高的材料。所述勵磁線圈是自制件，由漆包銅導線繞制。其中，支桿的數量是4件；導桿的數量是I件。本發明工作原理及流程如下首先，對勵磁線圈通電。其次，將落錘按照計算需要的高度放置在導軌上的相應位置。待裝置無外界載荷干擾后，釋放落錘，使其沿著導桿豎直向下運動。具有一定速度的落錘將通過上蓋板的方型通孔,沖擊磁敏弾性體,此時,將在磁敏弾性體區域產生均勻磁場，磁路如圖2 (b)所示。同時，利用適當的測量儀器，對磁敏弾性體沖擊力學性能進行測試。3.本發明ー種測試磁敏弾性體沖擊性能的試驗裝置的優點①該試驗裝置尤其涉及一種基于電磁鐵的磁場強度可調的測試裝置，可以測試不同磁場強度下，磁敏弾性體的沖擊力學響應。②該試驗裝置可以實現落錘以不同速度落沖擊磁敏弾性體的エ況，進而研究磁敏弾性體受不同速度沖擊下的力學響應。③該試驗裝置結構緊湊，安裝方便、經濟實用。④通過該試驗裝置的試驗數據，可以分析影響磁敏弾性體沖擊性能的主要因素(如顆粒體積百分比、顆粒尺寸、顆粒形狀等)，并研究這些因素的影響規律，探索磁敏彈性體的吸能機理。


圖I (a)為本發明的ー種測試磁敏弾性體沖擊性能的試驗裝置等軸示意I (b)為本發明的橫梁部分放大示意I (C)為本發明的底座部分放大示意2 Ca)為本發明的ー種測試磁敏弾性體沖擊性能的試驗裝置正視圖
圖2 (b)為本發明的勵磁線圈部分放大示意中符號說明如下I底座；2支桿；3橫梁；4調節板；5十字調節軸；6螺母；7導桿；8落錘；9磁敏弾性體；10 T型電磁鐵中芯；11螺釘；12 L型電磁鐵側芯；13上蓋板；14勵磁線圈。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明進行進ー步詳細描述見圖I (a)、圖I (b)、圖I (C)及圖2 (a)，本發明ー種測試磁敏弾性體沖擊性能的試驗裝置，它包括底座I ;支桿2 ;橫梁3 ;調節板4 ;十字調節軸5 ;螺母6 ;導桿7 ;落錘8 ;磁敏弾性體9 ;T型電磁鐵中芯10 ;螺釘11 ;L型電磁鐵側芯12 ;上蓋板13 ;勵磁線圈14。 它們之間的位置連接關系是底座I置于地面，它的兩凸起端與四根支桿2之間通過螺紋聯接；四根支桿2與橫梁3之間通過螺紋聯接；橫梁3與兩塊調節板4間隙配合，兩塊調節板4可以沿著橫梁3上端的方型槽移動；十字調節軸5的縱向軸與橫梁3上條形板料的孔間隙配合，十字調節軸5的橫向軸與調節板4圓孔間隙配合，十字調節軸5的四端均有螺紋，可以分別通過螺母6固定其與橫梁3和調節板4的空間位置；導桿7與十字調節軸5通過螺紋聯接；帶有圓孔的落錘8可以沿導桿7運動，通過上蓋板13的方型通孔沖擊磁敏弾性體9 ;磁敏弾性體9位于T型電磁鐵中芯10的頂端；T型電磁鐵中芯10的底端置于底座I上端，T型電磁鐵中芯10通過螺釘11與L型電磁鐵側芯12相連；L型電磁鐵側芯12通過螺釘11與上蓋板13相連；勵磁線圈14纏繞在T型電磁鐵中芯10上。所述底座I是矩形平板且帶有兩個尺寸相同凸起端的結構件，其為鋁合金件。所述支桿2是圓形截面的直桿，其為鋁合金件，共四件。所述橫梁3是由兩個矩形板料的和兩根條形板料對稱組合而成平板型結構件，其上端開有兩個尺寸一致的方形槽，供鑲崁調節板4，為鋁合金件。所述調節板4是薄板矩形結構件，為鋁金合金件。所述十字調節軸5是十字交叉軸，包含縱軸和橫軸兩部分。其為鑄造件，為鋁合金件。所述螺母6是標準市購件，共四件；所述導桿7是圓形截面的直桿，其為鋁合金件，為I件。所述落錘8是矩形截面的質量塊，其內部開有圓形通孔，材料選用電エ純鐵或其他強度及導磁率均很高的材料。所述磁敏弾性體是自制件，由鐵磁顆粒和橡膠基體混合而成，其形狀為長方體。所述T型電磁鐵中芯10是剖面呈T型的結構件，其材料選用電エ純鐵或其他強度及導磁率均很高的材料。所述螺釘11為市購件，共8件。所述L型電磁鐵側芯12是剖面呈L型的結構件，其材料選用電エ純鐵或其他強度及導磁率均很高的材料。所述上蓋板13是平板型結構件，其中部開有方型通孔，四周設有螺釘固定孔，其材料選用電エ純鐵或其他強度及導磁率均很高的材料。
所述勵磁線圈14是自制件，由漆包銅導線繞制。首先，對勵磁線圈14通電。其次，將落錘8按照計算需要的高度放置在導軌7上的相應位置。待裝置無外界載荷干擾后，釋放落錘8，使其沿著導桿7豎直向下運動。具有一定速度的落錘8將通過上蓋 板13的方型通孔，沖擊磁敏弾性體9，此時，將在磁敏弾性體9區域產生均勻磁場，磁路如圖2 (b)所示。同時，利用適當的測量儀器，進行磁敏弾性體沖擊力學性能的測試。
權利要求
1.一種測試磁敏彈性體沖擊性能的試驗裝置，其特征在于它包括底座、支桿、橫梁、調節板、十字調節軸、螺母、導桿、落錘、磁敏彈性體、T型電磁鐵中芯、螺釘、L型電磁鐵側芯、上蓋板和勵磁線圈；底座置于地面，它的兩凸起端與支桿之間通過螺紋聯接；支桿與橫梁之間通過螺紋聯接；橫梁與調節板間隙配合，調節板能沿著橫梁上端的方型槽移動；十字調節軸的縱向軸與橫梁上條形板料的孔間隙配合，十字調節軸的橫向軸與調節板圓孔間隙配合，十字調節軸的四端均有螺紋，分別通過螺母固定其與橫梁和調節板的空間位置 ’導桿與十字調節軸通過螺紋聯接；帶有圓孔的落錘沿導桿運動，通過上蓋板的方型通孔沖擊磁敏彈性體；磁敏彈性體位于T型電磁鐵中芯的頂端；τ型電磁鐵中芯的底端置于底座上端，T型電磁鐵中芯通過螺釘與L型電磁鐵側芯相連；L型電磁鐵側芯通過螺釘與上蓋板相連；勵磁線圈纏繞在T型電磁鐵中芯上； 所述底座是矩形板材、其上帶有兩個尺寸相同凸起端的結構件，其為鋁合金件； 所述支桿是圓形截面的直桿，其為鋁合金件； 所述橫梁是由兩個矩形板料的和兩根條形板料對稱組合而成平板型結構件，其上端開有兩個尺寸一致的方形槽，供鑲崁調節板，為鋁合金件； 所述調節板是薄板矩形結構件，為鋁金合金件； 所述十字調節軸是十字交叉軸，包含縱軸和橫軸兩部分，其為鋁合金鑄造件； 所述螺母是標準市購件，共四件； 所述導桿是圓形截面的直桿，其為鋁合金件； 所述落錘是矩形截面的質量塊，其內部開有圓形通孔，材料選用電工純鐵或其他強度及導磁率高的材料； 所述磁敏彈性體是自制件，由鐵磁顆粒和橡膠基體混合而成，其形狀為長方體； 所述T型電磁鐵中芯是剖面呈T型的結構件，其材料選用電工純鐵或其他強度及導磁率高的材料； 所述螺釘為市購件，共8件； 所述L型電磁鐵側芯是剖面呈L型的結構件，其材料選用電工純鐵或其他強度及導磁率高的材料； 所述上蓋板是平板型結構件，其中部開有方型通孔，四周設有螺釘固定孔，其材料選用電工純鐵或其他強度及導磁率高的材料； 所述勵磁線圈是自制件，由漆包銅導線繞制。
2.根據權利要求I所述的一種測試磁敏彈性體沖擊性能的試驗裝置，其特征在于該支桿的數量是4件，導桿的數量是I件。
全文摘要
一種測試磁敏彈性體沖擊性能的試驗裝置，它包括底座、支桿、橫梁、調節板、十字調節軸、螺母、導桿、落錘、磁敏彈性體、T型電磁鐵中芯、螺釘、L型電磁鐵側芯、上蓋板和勵磁線圈；底座置于地面并與支桿通過螺紋聯接；支桿與橫梁通過螺紋聯接；橫梁與調節板間隙配合；十字調節軸的縱向軸與橫梁上條形板料的孔間隙配合，十字調節軸的橫向軸與調節板圓孔間隙配合；導桿與十字調節軸通過螺紋聯接；帶有圓孔的落錘沿導桿運動，通過上蓋板的方型通孔沖擊磁敏彈性體；磁敏彈性體位于T型電磁鐵中芯的頂端；T型電磁鐵中芯的底端置于底座上端，T型電磁鐵中芯通過螺釘與L型電磁鐵側芯相連；本發明結構簡單、安裝方便，在工程應用中有實用價值。
文檔編號G01N3/303GK102680335SQ20121018740
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月7日 優先權日2012年6月7日
發明者冷鼎新, 孫凌玉, 陳衛衛, 馬付俊 申請人:北京航空航天大學