紧固件应力松弛变形测试装置及其测试方法制造方法及图纸

本申请涉及力学性能测试技术领域，特别是紧固件应力松弛变形测试装置及其测试方法。本申请的测试装置包括与待测紧固件连接的连接部，还包括测试紧固件变形的测量部，所述连接部包括上连接套筒和下连接套筒，测量部包括上引伸件和下引伸件。本申请的测量装置使用方便，精度高，可用于常规紧固件，例如规格M3

【技术实现步骤摘要】
紧固件应力松弛变形测试装置及其测试方法


[0001]本申请涉及力学性能测试
，特别是紧固件应力松弛变形测试装置及其测试方法。

技术介绍

[0002]紧固件是作紧固连接用的一类机械零件，随着航空航天和工业燃气轮机等的发展，高温合金在这些领域广泛应用，各类高温合金紧固件(螺栓、螺母、螺钉等)随之大量投入使用。在紧固件的使用过程中，连接的松动甚至松脱会影响发动机、燃气轮机的正常运转，甚至会导致灾难性事故的发生。紧固件失效时会发生松动甚至断裂，其断裂的主要原因之一是紧固件松脱，出现了应力松弛现象。
[0003]另外，在火力发电和核电领域诸多设备中，用于紧固件螺栓的连接经常承受较高的工作温度，因而在长期运行中也会发生应力松弛现象。应力松弛现象的发生将导致使用螺栓的剩余应力不断降低，当剩余应力降低至小于紧固件连接所需的最小密封应力时，将造成密封失效而发生漏气、漏油等，存在重大的安全隐患。因此，在常温或高温环境下，对紧固件进行应力松弛测试是十分必要的。
[0004]当下并没有针对紧固件专门设计的应力松弛测试装置，而且目前应力松弛测试主要是进行原材料的取样测试，实际得出的数据与实际使用工况存在差距。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的技术问题，为此，本申请提出了一种专门针对紧固件设计的应力松弛变形测试装置及其测试方法。
[0006]一方面，本申请提出了紧固件应力松弛变形测试装置，所述测试装置包括与待测紧固件1连接的连接部2，还包括测试紧固件变形的测量部3；连接部2包括上连接套筒21和下连接套筒22，所述上连接套筒21顶部与螺柱连接，通过螺柱与第一固定拉杆23螺纹连接固定，下连接套筒22底部与一螺柱连接，通过螺柱与第二固定拉杆24螺纹连接固定，所述上连接套筒21中央开设左右贯通的第一通槽211，上连接套筒21下部一侧凹设第一凹槽212，所述下连接套筒22中央开设左右贯通的第二通槽221，下连接套筒22上部一侧凹设第二凹槽222，上连接套筒21和下连接套筒22的第一通槽211、第一凹槽212、第二凹槽222、第二通槽221容纳紧固件1；测量部3包括呈门形的上引伸件31和下引伸件32，上引伸件31穿过第一通槽211并与紧固件1一端连接，下引伸件32穿过第二通槽221并与紧固件1另一端连接，下引伸件32沿第二固定拉杆24上下运动。
[0007]特别的，所述上引伸件31包括第一左侧杆312和右侧的第一右侧杆314，第一左侧杆312顶部与第一上横梁311通过第一固定螺栓4螺接，第一右侧杆314顶部与第二上横梁313也通过第一固定螺栓4螺接，第一上横梁311与第二上横梁313前后错位固接且两者重合的中心开设有上下贯通的第一上螺孔315。
[0008]特别的，所述下引伸件32包括第二左侧杆322和第二右侧杆324，第二左侧杆322顶
部与第一下横梁321通过第一固定螺栓4连接，第二右侧杆324顶部与第二下横梁323也通过第一固定螺栓4连接，第二下横梁323与第一下横梁321前后错位配合且两者重合的中心开设上下贯通的第二下螺孔325。
[0009]特别的，所述第一左侧杆312底部与第一上定位杆316通过第二固定螺栓5螺接，第一右侧杆314底部与第二上定位杆317也通过第二固定螺栓5螺接；第二左侧杆322底部与第一下定位杆326连接，第二右侧杆324底部与第二下定位杆327连接。
[0010]特别的，所述第一上定位杆316和第二上定位杆317分别向上引伸件31门形内凸出且凸出端分别连接有第一左定位轮318和第一右定位轮319，第一左定位轮318和第一右定位轮319前后错位；第一下定位杆326和第二下定位杆327分别向下引伸件32门形内凸出且凸出端分别连接有第二左定位轮329和第二右定位轮328，第二右定位轮328和第二左定位轮329前后错位，第一左定位轮318和第二右定位轮328处于靠前的平面并沿第二固定拉杆24两侧滑动，第一右定位轮319和第二左定位轮329处于靠后的平面并沿第二固定拉杆24两侧滑动。
[0011]特别的，所述第一下定位杆326相对于第二左定位轮329的另一端设有弹性的第一变形测量尺6，所述第二下定位杆327相对于第二右定位轮328的另一端设有弹性的第二变形测量尺7。
[0012]特别的，所述第一固定螺栓4为耐300℃
‑
1100℃高温螺栓。
[0013]另一方面，本申请还提出了紧固件应力松弛变形测试方法，使用如权利要求6所述的测试装置，方法包括：(S1)紧固件样品的准备与两端加工，紧固件1头部和底部先加工定位孔，所述定位孔与第一上螺孔315和第二下螺孔325可通过螺柱进行螺纹配合固定；(S2)试验工装的安装与试验设备的准备，将上连接套筒21与第一固定拉杆23螺接固定，将下连接套筒22与第二固定拉杆24螺接固定，将上引伸件31的横梁穿过第一通槽211，下引伸件32的横梁穿过第二通槽221，将紧固件1置于第一通槽211、第一凹槽212、第二凹槽222、第二通槽221中，通过螺柱将上引伸件31的横梁与紧固件1头部固定，通过螺柱将下引伸件32的横梁与紧固件1底部固定；(S3)安装变形测量尺和调节整体同轴度，将第一变形测量尺6安装于第一下定位杆326左端，将第二变形测量尺7安装与第二下定位杆327右端，调整测量尺长度使两测量尺顶端分别与第一上定位杆316和第二上定位杆317抵接，通过力值预加载，观察并调整左右变形测量尺在加载过程中实现同步增长；(S4)设置试验方案，进行应力松弛试验：试验开始后，随着作用于第二固定拉杆24力值的增加，下引伸件32会往下滑移，从而触发左右两侧变形测量尺的数据变动；(S5)采集规定温度和时间内的应力数值变化：测量尺会通过电脑软件采集时间和力值变化数据；(S6)根据力值衰减，计算应力松弛系数：根据采集的力值和时间数据，计算应力松弛系数(松弛率)；(S7)拟合应力松弛系数
‑
时间曲线：定性判断紧固件的抗应力松弛性能。
[0014]特别的，当研究一定温度下的应力松弛时，(S4)中，将待测试的样品和工装及变形测量装置整体固定好后，试验机上施加一定的预载荷，合上高温炉；采用与设备进行连接的高温温控系统进行加热，高温温控系统包括高温炉、S型热电偶、温控表，加热过程中加热功率可随时调节，实现温度的精准控制，到达加热温度后，保温固定时间。
[0015]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件可任意组合，即得本申请各优选实例。
[0016]上述技术方案具有如下优点或有益效果：本申请的测量装置使用方便，精度高，可用于常规紧固件(规格M3
‑
M16之间)整体在常温及高温环境下应力松弛变形的测量，贴近实际工况，能更好符合工程实践应用中的寿命设计和安全系数考虑。另外，针对航空航天紧固件，进行紧固件整体的测试更有利于减少企业的测试成本，减轻企业经济负担，为企业创造更大的价值。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.紧固件应力松弛变形测试装置，其特征在于：所述测试装置包括与待测紧固件（1）连接的连接部（2），还包括测试紧固件变形的测量部（3）；连接部（2）包括上连接套筒（21）和下连接套筒（22），所述上连接套筒（21）顶部与螺柱连接，通过螺柱与第一固定拉杆（23）螺纹连接固定，下连接套筒（22）底部与一螺柱连接，通过螺柱与第二固定拉杆（24）螺纹连接固定，所述上连接套筒（21）中央开设左右贯通的第一通槽（211），上连接套筒（21）下部一侧凹设第一凹槽（212），所述下连接套筒（22）中央开设左右贯通的第二通槽（221），下连接套筒（22）上部一侧凹设第二凹槽（222），上连接套筒（21）和下连接套筒（22）的第一通槽（211）、第一凹槽（212）、第二凹槽（222）、第二通槽（221）容纳紧固件（1）；测量部（3）包括呈门形的上引伸件（31）和下引伸件（32），上引伸件（31）穿过第一通槽（211）并与紧固件（1）一端连接，下引伸件（32）穿过第二通槽（221）并与紧固件（1）另一端连接，下引伸件（32）沿第二固定拉杆（24）上下运动。2.根据权利要求1所述的紧固件应力松弛变形测试装置，其特征在于：所述上引伸件（31）包括第一左侧杆（312）和右侧的第一右侧杆（314），第一左侧杆（312）顶部与第一上横梁（311）通过第一固定螺栓（4）螺接，第一右侧杆（314）顶部与第二上横梁（313）也通过第一固定螺栓（4）螺接，第一上横梁（311）与第二上横梁（313）前后错位固接且两者重合的中心开设有上下贯通的第一上螺孔（315）。3.根据权利要求2所述的紧固件应力松弛变形测试装置，其特征在于：所述下引伸件（32）包括第二左侧杆（322）和第二右侧杆（324），第二左侧杆（322）顶部与第一下横梁（321）通过第一固定螺栓（4）连接，第二右侧杆（324）顶部与第二下横梁（323）也通过第一固定螺栓（4）连接，第二下横梁（323）与第一下横梁（321）前后错位配合且两者重合的中心开设上下贯通的第二下螺孔（325）。4.根据权利要求3所述的紧固件应力松弛变形测试装置，其特征在于：所述第一左侧杆（312）底部与第一上定位杆（316）通过第二固定螺栓（5）螺接，第一右侧杆（314）底部与第二上定位杆（317）也通过第二固定螺栓（5）螺接；第二左侧杆（322）底部与第一下定位杆（326）连接，第二右侧杆（324）底部与第二下定位杆（327）连接。5.根据权利要求4所述的紧固件应力松弛变形测试装置，其特征在于：所述第一上定位杆（316）和第二上定位杆（317）分别向上引伸件（31）门形内凸出且凸出端分别连接有第一左定位轮（318）和第一右定位轮（319），第一左定位轮（318）和第一右定位轮（319）前后错位；第一下定位杆（326）和第二下定位杆（327）分别向下引伸件（32）门形内凸出且凸出端分别连接有第二左定位轮（329）和第二右定位轮（32...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，黄六一，曹慧泉，邹琪，马琳琳，陈纪昌，陈威，熊发浩，赵立，
申请(专利权)人：浙江省特种设备科学研究院，
类型：发明
国别省市：