一种高同轴度的拉伸试验夹具及其使用方法、应用技术

本发明专利技术涉及一种高同轴度的拉伸试验夹具，包括两个夹具组件，夹具组件包括夹具主体、衔接器和定位销，定位销和衔接器固定连接，夹具主体和定位销转动连接；夹具主体设有试验滑槽，试验滑槽内设有预压件，试验滑槽滑移连接有工字形夹头，预压件与工字形夹头接触；夹具主体设有刻度线，刻度线沿工字形夹头在试验滑槽滑移方向分布，工字形夹头设有指针配合刻度线；两个夹具组件的工字形夹头正对设置。本发明专利技术还涉及一种高同轴度的拉伸试验夹具的使用方法、应用。本发明专利技术具有试样和应力同轴度高、试样不易发生操作损伤、试验数据准确，属于材料性能测试领域。性能测试领域。性能测试领域。

【技术实现步骤摘要】
一种高同轴度的拉伸试验夹具及其使用方法、应用


[0001]本专利技术涉及材料性能测试领域，具体涉及一种高同轴度的拉伸试验夹具及其使用方法、应用。

技术介绍

[0002]拉伸试验是一种对拉伸试样施加轴向拉伸载荷，从而测定材料弹性模量、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率等力学性能指标的试验方法。拉伸试验不仅应用于检验材料质量是否符合相应标准，还广泛应用在高等院校、科研院所材料领域的基础科学研究中。
[0003]国家标准GB/T 228.1
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2010对板状金属拉伸试样的尺寸做出了明确规定，具体包括：拉伸试样平行段原始宽度b
o
限定为10、12.5、15、20mm，原始标距L
o
优先取(S0指平行段横截面积)，且不小于15mm。然而，在粉末冶金、增材制造等特殊科研条件下，由于原材料昂贵、成型仓空间有限等因素，拉伸试样难以严格依照GB/T 228.1
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2010制备。通常，在保持比例系数5.65不变的前提下，采用尺寸更小的非标准板状拉伸试样，用于材料力学性能指标的测定。
[0004]当前，各高校、科研机构大多使用电子万能试验机进行拉伸试验。这类试验机的配套夹具针对标准拉伸试样设计制造，采用阵列凸齿+自锁机构防止试样松脱，由人工旋转锁紧手柄施加夹持压力。使用该类试验机配套夹具进行非标准板状拉伸试样的拉伸试验，有如下三方面亟待解决的问题：
[0005]一、配套上下夹具不具备确保同轴能力，拉伸试样是否倾斜全凭主观判断。拉伸载荷与试样的同轴度不仅严重依赖试验人员操作能力，而且主观判断结果缺乏原理依据。
[0006]二、非标准板状拉伸试样通常尺寸小、厚度薄，当夹持力不当时，试样夹持头部易发生变形，甚至裂纹提前萌生成为后续拉伸加载过程的启裂源，所获得的应力
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应变曲线不能充分反映材料的真实力学性能指标。
[0007]三、上述夹具形体笨重，安装和拆卸过程需要多人协力且存在较大安全隐患。
[0008]拉伸试验所施加拉伸载荷与拉伸试样的同轴度，是影响试验数据准确性的关键因素。若拉伸载荷不沿拉伸试样轴线施加，将在变形过程中引入剪切应力，从而影响材料断裂机制的纯粹性，对材料拉伸力学性能的测定带来严重误差。所以，上述问题严重影响非标准试样拉伸试验的结果准确性和过程安全性，对适用于非标准试样拉伸试验夹具的需求十分迫切。依据解决问题的侧重点不同，可将现有非标准板状拉伸试样夹具分为两类。
[0009]第一类夹具以提高同轴度为目的。授权号CN 213957001 U、CN 205593843 U所公开的拉伸试样夹具的主要特征是：沿夹具体轴线，通过拟合试样夹持头部的试验滑槽挂载非标准板状拉伸试样夹持头部与平行段间的弧形过渡段来施加拉伸载荷，可使拉伸试样相对夹具同轴。主要不足之处在于：其一，在试样与试验滑槽存在装配间隙、或试样夹持头部加工误差明显的情况下，无法判断试样是否倾斜置于试验滑槽内；其二，仅能大致判断试样夹持头部是否相对夹具同轴，而不具备确保上下夹具体同轴的能力。
[0010]第二类夹具针对夹持力不当的问题。授权号CN 206546295U的技术专利提供
了一种非标准拉伸试样夹具，其主要特征在于由带锯齿的主、副夹头夹持板状拉伸试样上下头部，经紧固螺钉施加夹持力以避免板状拉伸试样松脱。主要不足之处是：此类夹具仅能减小夹持压力，而不具备确保拉伸载荷与板状拉伸试样同轴的能力，试样仍有可能被倾斜夹持。
[0011]申请号202211210887.8提供了一种高精度的狗骨试件单轴拉伸试验装置及试验方法，其主要特征是在夹具体试验滑槽挂载试样，还在试样平行段夹持上下夹板以固定测算应变的位移计、判断同轴度的水平仪，以确保上下夹具同轴。主要不足之处在于：非标准板状拉伸试样通常尺寸较小，平行段不足20mm，空间不足以附加上下夹板及所述位移计、水平仪，该方案不具备在科研条件下实施的可行性。
[0012]综上所述，如果能专利技术一种高同轴度的拉伸试验夹具，可同时确保试样与夹具同轴、上下夹具彼此同轴，且具备结构紧凑、灵活轻便等突出优势，将弥补试验机配套夹具与现有改进方案的不足，有助于提高非标准试样拉伸试验的结果准确性和过程安全性。

技术实现思路

[0013]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种高同轴度的拉伸试验夹具，解决现有拉伸试验夹具难以保证上下夹具间、夹具与拉伸试样间高同轴度，易在拉伸试验过程中引入剪切应力导致拉伸试样的提前断裂、影响力学性能指标的测定问题。
[0014]本专利技术的第二个目的在于提供一种高同轴度的拉伸试验夹具的使用方法，解决现有试验机配套夹具形体笨重，在施力夹持时易损伤试样，难以应用于小尺寸非标准板状拉伸试样的不足。
[0015]本专利技术的第三个目的在于提供一种高同轴度的拉伸试验夹具的应用，解决非标准板状拉伸试样通常尺寸小、厚度薄，当夹持力不当时，试样夹持头部易发生变形，甚至裂纹提前萌生成为后续拉伸加载过程的启裂源，所获得的应力
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应变曲线不能充分反映材料的真实力学性能指标的问题。
[0016]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0017]一种高同轴度的拉伸试验夹具，包括两个夹具组件，夹具组件包括夹具主体、衔接器和定位销，定位销和衔接器固定连接，夹具主体和定位销转动连接；夹具主体设有试验滑槽，试验滑槽内设有预压件，试验滑槽滑移连接有工字形夹头，预压件与工字形夹头接触；夹具主体设有刻度线，刻度线沿工字形夹头在试验滑槽滑移方向分布，工字形夹头设有指针配合刻度线；两个夹具组件的工字形夹头正对设置。
[0018]作为一种优选，工字形夹头包括T型滑块、垫片和螺钉，T型滑块与试验滑槽滑移连接，指针设置在T型滑块上，T型滑块的底部设有向内凹陷的限位槽，试验滑槽为夹具主体底部向内部凹陷设置，限位槽的延伸方向与试验滑槽延伸方向一致；T型滑块的一端设有连接孔，垫片设有螺钉通孔，螺钉穿过螺钉通孔与连接孔连接；两个工字形夹头的限位槽正对设置；预压件与T型滑块接触。
[0019]作为一种优选，试验滑槽为夹具主体底部向顶部凹陷的矩形槽，试验滑槽与夹具主体底部齐平的边沿设有限位块。
[0020]作为一种优选，限位块的数量为两块，两块限位块的一端分别与试验滑槽的两内侧壁固定连接，两块限位块的另一端对齐设置，两块限位块另一端之间的距离小于T型滑块
的宽度。
[0021]作为一种优选，两块限位块均设有配合拉伸试样的弧形过渡段。
[0022]作为一种优选，试验滑槽的侧面设有平行校准槽，垫片设有平行校准凸块，平行校准凸块和平行校准槽滑移连接。
[0023]作为一种优选，预压件包括弹簧座和弹簧，弹簧座和试验滑槽固定连接，弹簧的一端与弹簧座固定连接，弹簧的另一端与T型滑块的顶部接触，弹簧的伸缩方向与T型滑块在试验滑槽的滑移方向一致。
[0024]作为一种优选，限位槽的宽为1～2mm。
[0025]一种高同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：包括两个夹具组件，夹具组件包括夹具主体、衔接器和定位销，定位销和衔接器固定连接，夹具主体和定位销转动连接；夹具主体设有试验滑槽，试验滑槽内设有预压件，试验滑槽滑移连接有工字形夹头，预压件与工字形夹头接触；夹具主体设有刻度线，刻度线沿工字形夹头在试验滑槽滑移方向分布，工字形夹头设有指针配合刻度线；两个夹具组件的工字形夹头正对设置。2.按照权利要求1所述的一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：工字形夹头包括T型滑块、垫片和螺钉，T型滑块与试验滑槽滑移连接，指针设置在T型滑块上，T型滑块的底部设有向内凹陷的限位槽，试验滑槽为夹具主体底部向内部凹陷设置，限位槽的延伸方向与试验滑槽延伸方向一致；T型滑块的一端设有连接孔，垫片设有螺钉通孔，螺钉穿过螺钉通孔与连接孔连接；两个工字形夹头的限位槽正对设置；预压件与T型滑块接触。3.按照权利要求2所述的一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：试验滑槽为夹具主体底部向顶部凹陷的矩形槽，试验滑槽与夹具主体底部齐平的边沿设有限位块。4.按照权利要求3所述的一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：限位块的数量为两块，两块限位块的一端分别与试验滑槽的两内侧壁固定连接，两块限位块的另一端对齐设置，两块限位块另一端之间的距离小于T型滑块的宽度。5.按照权利要求4所述的一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：两块限位块均设有配合拉伸试样的弧形过渡段。6.按照权利要求2所述的一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：试验滑槽的侧面设有平行校准槽，垫片设有平行校准凸块，平行校准凸块和平行校准槽滑移连接。7.按照权利要求2所述的一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：预压件包括弹簧座和弹簧，弹簧座和试验滑槽固定连接，弹簧的一端与弹簧座固定连接，弹簧的另一端与T型滑块的顶部接触，弹簧的伸缩方向与T型滑块在试验滑槽的滑移方向一致。8.按照权利要求2所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张业钦，杨超，刘思沾，龙庭澔，蔡潍锶，宋涛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：