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    重庆时时彩人工做号: 一种适用于板状试样高温持久蠕变试验夹具.pdf

    关 键 词:
    一种 适用于 试样 高温 持久 试验 夹具
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    摘要
    申请专利号:

    CN201611051894.2

    申请日:

    2016.11.24

    公开号:

    CN106769423A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01N 3/04申请日:20161124|||公开
    IPC分类号: G01N3/04 主分类号: G01N3/04
    申请人: 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院
    发明人: 焦泽辉; 吴安民; 侯金涛; 张燕明; 李影; 于慧臣
    地址: 100095 北京市海淀区北京81信箱
    优先权:
    专利代理机构: 中国航空专利中心 11008 代理人: 李建英
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611051894.2

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明属于力学性能测试技术,涉及一种适用于板材试样高温持久蠕变试验夹具。该夹具包括夹具主体和垫块组件两部分,夹具主体为回字形长方体,内部为腔体,垫块组件分为两个元件,夹具主体、垫块组件及板状试样的纵向轴线均在同一直线上;装夹板状试样时,将板状试样的平行段置于两个元件之间并用螺栓将固定在一起,然后整体置入夹具主体的腔体内。本发明中试样与夹具的连接采用夹持端悬挂方式,克服了销子连接带来的试样夹持端断裂等弊端,降低了试验失败几率,避免了数据不准和资源浪费等问题。本发明的结构不仅适用于板状试样高温持久和蠕变试验,还适用于板状试样室温、高温单轴拉伸、拉??拉疲劳等力学性能试验。

    权利要求书

    1.一种适用于板状试样高温持久蠕变试验夹具,其特征是,该夹具包括夹具主体和垫
    块组件两部分,夹具主体为回字形长方体,内部为腔体,腔体短边尺寸大于垫块组件宽度,
    长边尺寸大于垫块组件高度,腔体开口一侧下端与夹具主体的下端之间开有贯通凹槽,贯
    通凹槽位于夹具主体下端的中心位置,贯通凹槽的宽度与板状试样平行段宽度相当,贯通
    凹槽的深度大于腔体深度50%,腔体的底部中心位置开有与垫块组件底部匹配的弧形槽;
    垫块组件分为两个元件,第一元件(3-1)的形状与板状试样夹持端的形状相对应,第二元件
    (3-3)在与板状试样过渡圆弧段相对应的位置处设有凸台,凸台的中心位置开纵向通槽,槽
    壁的外形面与板状试样过渡圆弧段的外形面相匹配,通槽的宽度与试样平行段宽度相匹
    配,通槽的深度为板状试样与第一元件(3-1)厚度之和,通槽的深度保证板状试样的纵向轴
    线始终位于夹具主体的纵向轴线上,第二元件(3-3)底部为与夹具主体的内部腔体底部弧
    形槽形状相同的弧面,第一元件(3-1)和第二元件(3-3)上均开有同心圆孔,夹具主体、垫块
    组件及板状试样的纵向轴线均在同一直线上;装夹板状试样时,将板状试样的平行段置于
    第二元件(3-3)的凸台的通槽内并使板状试样夹持端上的圆孔与第二元件(3-3)上的圆孔
    对正,再将第一元件(3-1)扣在第二元件(3-3)上并用螺栓将第一元件(3-1)、板状试样及第
    二元件(3-3)固定在一起,然后整体置入夹具主体的腔体内并使第二元件(3-3)底部位于弧
    形槽内。
    2.根据权利要求1的板状试样高温持久蠕变试验夹具,其特征在于,所述夹具主体为回
    字形长方体,内部为腔体,腔体短边尺寸略大于垫块组件宽度1~2mm,长边尺寸大于垫块组
    件的高度。
    3.根据权利要求1的板状试样高温持久蠕变试验夹具,其特征在于,所述贯通凹槽位于
    夹具主体下端的中心位置,贯通凹槽的深度超过主体内腔深度一半位置2-3mm。
    4.根据权利要求1的板状试样高温持久蠕变试验夹具,其特征在于,所述弧形槽槽面的
    宽度为内部腔体深度的1/3,半径与垫块元件2底部半径一致。
    5.根据权利要求1的板状试样高温持久蠕变试验夹具,其特征在于,所述夹具主体内腔
    底部弧形槽槽底与主体底部之间的最小厚度范围为5~20mm。
    6.根据权利要求1的板状试样高温持久蠕变试验夹具,其特征在于,所述垫块第二元件
    (3-3)给板状试样预留的通槽深度范围为0.5~4.0mm,以0.5mm为一个间隔配置不同规格的
    垫块组件,并且确保针对任一规格垫块组件,板状试样均处于第一元件(3-1)和第二元件
    (3-3)的中间位置。

    说明书

    一种适用于板状试样高温持久蠕变试验夹具

    技术领域

    本发明属于力学性能测试技术,涉及一种适用于板材试样高温持久蠕变试验夹
    具。

    背景技术

    持久和蠕变是用于描述金属材料在高温条件下耐受长时恒定载荷时的性能。为了
    获得材料的持久和蠕变性能,需将材料加工成持久和蠕变试样,然后利用持久和蠕变试验
    机进行测试。在进行持久和蠕变试验时,需配备相应的夹具用于固定试样。

    目前常见的持久和蠕变试样为圆柱试样和板状试样,圆柱试样主要用于材料充
    足、对试样尺寸无要求时的持久和蠕变试验,试样与夹具通常采用螺纹连接或悬挂连接的
    方式;板状试样主要用于材料尺寸有限或薄板的持久和蠕变试验,试样与夹具目前普遍采
    用销子连接的方式(见图1),即:在U型夹具1-1和板状试样1-3夹持端加工同心圆孔,试验时
    利用与圆孔同直径的销子1-2穿过夹具与试样加持端,实现试样与夹具的连接。采用此种连
    接方式进行持久和蠕变试验时,容易产生如下问题:(1)试验时,试样夹持端圆孔承力侧极
    易被拉断;(2)对连接试样的销子强度和直径要求高,否则销子极易断裂,该情况在较高试
    验温度下更为明显;(3)销子在长期使用后易发生变形,影响试验同轴度及试样装夹,使性
    能数据可靠性降低;(4)当板状试样较薄时,试样与U型夹具之间空隙较大,试验时同轴度较
    难保证,从而对试验结果造成影响;(5)对试样夹持端尺寸有最低要求,无法实现小尺寸试
    样的测试。这些问题的存在,增加了试验失败的几率,降低了数据可靠性,提高了试验成本,
    尤其对于长寿命持久和蠕变试验,更会造成试验时间和资源的严重浪费。

    发明内容

    本发明提出了一种适用于板状试样的高温持久蠕变试验夹具,试样与夹具主体采
    用夹持端悬挂连接方式。

    本发明的技术解决方案是,该夹具包括夹具主体和垫块组件两部分,夹具主体为
    回字形长方体,内部为腔体,腔体短边尺寸大于垫块组件宽度,长边尺寸大于垫块组件高
    度,腔体开口一侧下端与夹具主体的下端之间开有贯通凹槽,贯通凹槽位于夹具主体下端
    的中心位置,贯通凹槽的宽度与板状试样平行段宽度相当,贯通凹槽的深度大于腔体深度
    50%,腔体的底部中心位置开有与垫块组件底部匹配的弧形槽;垫块组件分为两个元件,第
    一元件的形状与板状试样夹持端的形状相对应,第二元件在与板状试样过渡圆弧段相对应
    的位置处设有凸台,凸台的中心位置开纵向通槽,槽壁的外形面与板状试样过渡圆弧段的
    外形面相匹配,通槽的宽度与试样平行段宽度相匹配,通槽的深度为板状试样与第一元件
    厚度之和,通槽的深度保证板状试样的纵向轴线始终位于夹具主体的纵向轴线上,第二元
    件底部为与夹具主体的内部腔体底部弧形槽形状相同的弧面,第一元件和第二元件上均开
    有同心圆孔,夹具主体、垫块组件及板状试样的纵向轴线均在同一直线上;装夹板状试样
    时,将板状试样的平行段置于第二元件的凸台的通槽内并使板状试样夹持端上的圆孔与第
    二元件上的圆孔对正,再将第一元件扣在第二元件上并用螺栓将第一元件、板状试样及第
    二元件固定在一起,然后整体置入夹具主体的腔体内并使第二元件底部位于弧形槽内。

    所述夹具主体为回字形长方体,内部为腔体,腔体短边尺寸略大于垫块组件宽度1
    ~2mm,长边尺寸大于垫块组件的高度。

    所述贯通凹槽位于夹具主体下端的中心位置,贯通凹槽的深度超过主体内腔深度
    一半位置2-3mm。

    所述弧形槽槽面的宽度为内部腔体深度的1/3,半径与垫块元件2底部半径一致。

    所述夹具主体内腔底部弧形槽槽底与主体底部之间的最小厚度范围为5~20mm。

    所述垫块第二元件给板状试样预留的通槽深度范围为0.5~4.0mm,以0.5mm为一
    个间隔配置不同规格的垫块组件,并且确保针对任一规格垫块组件,板状试样均处于第一
    元件和第二元件的中间位置。

    本发明具有的优点和有益效果

    (1)试样与夹具的连接采用夹持端悬挂方式,克服了销子连接带来的试样夹持端
    断裂、销子断裂、销子变形等弊端,降低了试验失败几率、避免了数据不准和资源浪费等问
    题。

    (2)采用不同规格垫块组件装夹试样,满足了不同厚度板状试样的测试需求,降低
    了测试成本,提高了试验灵活度。

    (3)采用螺栓固定垫块组件与板状试样,可通过调节螺母松紧度使得整个连接系
    统达到最佳同轴度,避免了销子连接时板状试样同轴度不准对试验结果造成不利影响。

    (4)底部为弧面的垫块组件与板状试样整体置入夹具内腔底部的弧形槽内,试验
    时可沿弧形槽底面调节垫块组件位置,便于整个连接系统达到最佳同轴度。

    (5)本发明的结构不仅适用于板状试样高温持久和蠕变试验,还适用于板状试样
    室温、高温单轴拉伸、拉-拉疲劳等力学性能试验。

    附图说明

    图1是现有销子连接结构示意图。

    图2是本发明夹具主体结构示意图,其中,a是平面图,b是立体图。

    图3是本发明垫块组件结构示意图。

    图4是本发明夹具主体、垫块组件及试样装配结构示意图。

    图5是本发明夹具与试样装配完成后整个连接系统的结构示意图。

    具体实施方式

    以下参照附图解释根据本发明的具体实施案例。

    该夹具包括夹具主体和垫块组件两部分,夹具主体(见图2)为回字形长方体2-1,
    内部为腔体,腔体短边2-3尺寸大于垫块宽度,长边2-2尺寸大于垫块高度,腔体开口一侧下
    端与夹具主体的下端之间开有贯通凹槽2-4,贯通凹槽位于夹具主体下端的中心位置,贯通
    凹槽的宽度与板状试样平行段宽度相当,贯通凹槽的深度大于腔体深度50%,腔体的底部
    中心位置开有与垫块组件底部匹配的弧形槽2-5;垫块组件(见图3)分为两个元件,元件3-1
    的形状与板状试样夹持端3-2的形状相对应,元件3-3在与板状试样过渡圆弧段3-4相对应
    的位置处设有凸台3-5,凸台3-5的中心位置开纵向通槽3-6,槽壁的外形面与板状试样过渡
    圆弧段3-4的外形面相匹配,通槽3-6的宽度与试样平行段3-7宽度相匹配,通槽3-6的深度
    为板状试样与元件3-1厚度之和,通槽3-6的深度保证板状试样的纵向轴线始终位于夹具主
    体的纵向轴线上,元件3-3底部为与夹具主体的内部腔体底部弧形槽2-5形状相同的弧面,
    元件3-1和元件3-3上均开有同心圆孔,夹具主体、垫块组件及板状试样的纵向轴线均在同
    一直线上。

    试验前,可预先在操作台上完成垫块组件与板材试样的装夹,具体见图4。将板状
    试样的平行段3-7置于元件3-3的凸台3-5的通槽3-6内并使板状试样夹持端3-2上的圆孔与
    元件3-3上的圆孔对正,再将元件3-1扣在元件3-3上并用螺栓3-8将元件3-1、板状试样及元
    件3-3固定在一起,然后整体置入夹具主体2的腔体内并使元件3-3底部位于腔体底部的弧
    形槽2-5内,即完成板状试样与夹具主体的连接,整个连接系统的结构示意图见图5。

    夹具主体内腔的短边2-3尺寸略大于垫块元件3-3宽度1~2mm,其目的是:(1)便于
    垫块组件与板状试样整体顺利置入主体内腔;(2)试验前可沿内腔底部弧形槽2-5的弧线方
    向调节垫块组件,保证连接系统具有最佳同轴度。

    夹具主体内腔开口一侧下端与夹具主体的下端之间所开贯通凹槽2-4的深度超过
    内腔深度一半位置2-3mm,该凹槽是装夹完成后板状试样平行段3-7所处的位置,其深度超
    过内腔深度一半位置2-3mm可保证板状试样处于整个连接系统的轴线上且不会接触到凹槽
    底。

    夹具主体内腔底部用于放置垫块组件的弧形槽2-5的宽度与垫块元件3-3底部厚
    度一致,均为内腔深度的1/3,其目的是:(1)垫块组件在试验时会承受载荷,易发生损坏,更
    换频率高,最大限度减小垫块元件3-3底部厚度尺寸,可有效降低试验成本;(2)垫块元件3-
    3底部亦需保持一定的厚度,确保试验时与弧形槽2-5有较大的接触面,降低夹具主体底部
    的受力,避免其破坏,弧形槽2-5底面与夹具主体底部之间的最小厚度范围为5~20mm,确保
    夹具主体底部有足够的承载力。

    为了适应不同厚度板状试样的测试需求,垫块元件3-3给板状试样预留的通槽深
    度范围为0.5~4.0mm,以0.5mm为一个间隔,可加工8种规格的垫块组件,并且确保针对任一
    规格垫块组件,板状试样均处于元件3-1和3-3的中间位置。试验时,通过更换不同规格垫块
    组件实现不同厚度试样的测试,降低测试成本,提高试验灵活度。

    夹具主体(见图2)可采用等轴晶高温合金、定向凝固高温合金和单晶高温合金等
    可耐受1000C以上温度的高温结构材料直接铸造而成,当然,也可选用其它具有更高耐温能
    力、更高强度的材料。

    垫块组件(见图3)可选用与夹具主体材料相同的材料,通过机械加工的方法加工
    而成,也可选用其他具有更高耐温能力、更高强度的材料(如:耐高温陶瓷等)加工而成。

    实施例

    例中试样厚度尺寸为1.5mm,选取相应规格的垫块组件开展试验。试验前,先在操
    作台上完成板状试样与垫块组件的装夹。装夹试样时,螺母不用拧太紧,使元件3-1、3-3与
    试样夹持端3-2达到良好接触即可。然后,将垫块组件与板状试样整体置入夹具内腔底部的
    弧形槽内,完成夹具与板状试样的连接。

    对于尺寸有限的材料,可适当缩减板状试样夹持端尺寸,必要时板状试样夹持端
    可以不加工圆孔,不影响试样的装夹及持久蠕变试验。

    关于本文
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