图1  双向拉伸试验机实物

图2  伺服电机机实物

2.2  双向拉伸试验机的尺寸

由于需要对该试验机进行搭建以及进行有限元ANSYS仿真和杆强度的校核计算，首先需要得到试验机的各项尺寸数据。根据市面上现有的一些双向拉伸试验机，结合我们实验室的条件以及准备为该试验机配置的各项补充部件，拟算出了双向拉伸试验机的大致尺寸。为后期ANSYS仿真方便，对部分单元简化。为简便计算，在不影响计算精度影响实验结果的的情况下对部分尺寸取整数值。双向拉伸试验机的尺寸见图3，分别为整体试验机的俯视图，夹具所在金属平台的正视图和固定支座的简图。

图3 双向拉伸试验机尺寸

2.3  双向拉伸试验机校核的初步静态计算

由测量所得尺寸，对双向拉伸试验机进行初步的强度校核，三杆都做实心杆处理，材料选定45号钢，各项参数为 。丝杠直径为 ，假设电机对拉伸物体加载 的静载荷，可以得到丝杠拉应力为 。

电机带动丝杠的扭矩可以得到， ，其中 是摩擦系数。采用金属—金属边界的高效油润滑，取 ，则有 。分别到支撑杆的扭转力组成力偶，得到每根杆上的扭转力为 。由于夹有被拉伸物体的夹具处于金属块上，金属块对两侧支撑杆的扭转力是均布载荷，其总大小为 ，均布在 的长度上。由于均布力在支撑杆上的位置不同时对支撑杆的剪力和弯矩也不同，而杆又是对称体，所以讨论两种情况，分别为图4和图5两种显示的两种情形。来~自^751论+文.网www.751com.cn/

图4  支撑杆受力情况一

图5  支撑杆受力情况二

利用结构力学求解器，对以上两种情形进行剪力和弯矩的力学分析，得到两种情况下的剪力图和弯矩图，以进行下一步的校核计算。

第一种情况下，得到剪力图和弯矩图： 

图6  情况一下的剪力图

图7  情况一下的弯矩图

由于软件为民间编写的程序，自身存在bug，经过多次测试发现，在上面两张图中弯矩图中并不能正确的表达出弯矩最大值的情况，根据剪力图我们可以得到在距左端 时有最大弯矩，可以由该软件计算出具体位置的具体结果，可见于图8和图9。