CN101949796A - 多功能材料疲劳试验引伸夹具 - Google Patents

多功能材料疲劳试验引伸夹具 Download PDF

Info

Publication number
CN101949796A
CN101949796A CN2010105095033A CN201010509503A CN101949796A CN 101949796 A CN101949796 A CN 101949796A CN 2010105095033 A CN2010105095033 A CN 2010105095033A CN 201010509503 A CN201010509503 A CN 201010509503A CN 101949796 A CN101949796 A CN 101949796A
Authority
CN
China
Prior art keywords
main shaft
sleeve
push rod
anchor clamps
cushion cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010105095033A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101949796B (zh
Inventor
蔡力勋
包陈
陈洪军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Jiaotong University
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN201010509503A priority Critical patent/CN101949796B/zh
Publication of CN101949796A publication Critical patent/CN101949796A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101949796B publication Critical patent/CN101949796B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明公开了一种多功能材料疲劳试验引伸夹具，用于在常、高温疲劳试验中对金属等壁厚管材和实心光滑夹持棒材进行夹持。主轴具有顶杆(12)、限位凸台(11)、中部螺纹段(8)和夹持段(13)；主轴与套筒(3)通过锁紧螺帽(2)连接，锁紧螺帽旋接在主轴中部螺纹段(8)上；过渡顶杆(5)和夹持垫套(4)以及主轴上的顶杆(12)部分置于套筒(3)。本发明可满足多种规格等壁厚管材和实心光滑夹持棒材在常、高温环境下的单轴、纯扭和轴扭复合疲劳试验，结构简单，试样尺寸适应范围大，夹持功能突出，节省试样材料。

Description

多功能材料疲劳试验引伸夹具 
技术领域
本发明涉及材料试验设备，尤其是金属材料单、多轴疲劳试验夹具的制造领域。 
背景技术
金属材料的疲劳试验对于金属构件的疲劳强度设计起着重要的指导作用。为了考查金属构件的疲劳性能，通常将金属材料加工成实心棒状试样来进行室温和高温环境下的疲劳试验。有关棒状试样的疲劳试验技术已经相当成熟，国际、国内也推出了一系列相应的疲劳试验标准。但是随着反应堆工程、化工压力容器工程等的迅速发展，金属管件得以在工程实际中广泛应用。因存在特殊夹持困难，使得金属等壁厚管件的高温疲劳试验难以开展。在高温环境下，由于受高温炉的限制，所需管试样较长，而过长的管试样在疲劳试验过程中又极易产生疲劳循环失稳。为了避免产生变形失稳，常常采用二次夹具螺纹连接的方式来减少所需管试样的长度，同时达到节省试样材料的目的。然而对于管件，无法采用螺纹连接方式延长试样。为避免实验过程中的疲劳失稳，对于厚壁管试样，有时在工作管段加工出一弧形槽，使得工作段直径减小，以弧形槽根部的径向应变控制疲劳试验的进行，然后将径向应变换算成轴向应变。该技术方案中管试样工作段为漏斗形状而非等直状，需要进行径向应变同轴向应变之间的换算，其中存在一定的换算误差；该技术方案所限定的特殊试验所需管试样依然较长，试样耗材较大。中国专利ZL2009200799625公开了一种金属薄壁等壁厚管材高温疲劳试验夹具，采用多瓣式对称外锥体结构实现等壁厚管材试件的高温夹持。该专利所公开的夹具仅能实现薄壁等壁厚管材的高温疲劳试验，所能提供的抱紧力有限，对于实现厚壁管材室温和高温环境下的疲劳试验有较大困难，更无法实现实心光滑夹持棒材的室温和高温疲劳试验。目前尚无任何可同时实现等壁厚薄壁、厚壁管材以及两端光滑夹持的实心棒材在高温环境下的单、多轴疲劳试验的有效技术方案。 
发明内容
本发明的目的是提供一种金属等壁厚管材以及实心光滑夹持棒材的多功能疲劳试验引伸夹具，使之克服现有技术的以上所述缺点，不仅可实现常、高温环境下金属等壁厚管件和实心光滑夹持棒材的单、多轴疲劳试验，而且还达到节省试样材料的目的。 
本发明的目的是通过如下的手段实现的。 
多功能材料疲劳试验引伸夹具，用于在常、高温疲劳试验中对金属等壁厚管材和实心光滑夹持棒材进行夹持。有一主轴1，所述主轴具有顶杆12、限位凸台11、中部螺纹段8和夹持段13；主轴1与套筒3通过锁紧螺帽2连接，锁紧螺帽2旋接在主轴1的中部螺纹段8上；过渡顶杆5和夹持垫套4以及主轴1上的顶杆12部分置于套筒3内，套筒3内部靠近试样安装端为锥形内孔设计，套筒3中部开设对称气孔9，用于释放高温试验环境下产生的高温气体；夹持垫套4与定位簧片6配合而形成可改变径向尺度的弹性机构。 
在实际实验时，首先将夹持垫套、过渡顶杆置于套筒内，套筒与主轴连接并由主轴上的限位凸台进行周向限位，锁紧螺帽从套筒的一端套入并同主轴的中部螺纹段初步配合，然后将已塞入金属堵头的管试样或实心光滑夹持棒状试样的一端插入置于套筒内的夹持垫套内部，通过锁紧螺帽传递到主轴顶杆的顶力而使夹持垫套对管试样或实心光滑棒状试样产生机械挤压力，实现夹具对试样的抱紧。试样的另一端作对称的夹持设置。对于高温疲劳试验情形，将试样及夹具套筒的部分置于高温环境中，根据热膨胀原理，设计主轴、过渡顶杆以及夹持垫套所用材料的热膨胀系数大于套筒和锁紧螺帽，升温后夹具主轴、过渡顶杆和夹持垫套与套筒、锁紧螺帽及试样之间因热膨胀差异而产生不同的热应变，实现夹具对试样的再次抱紧。同时，对于管试样，金属堵头也采用热膨胀系数较高的材料，以防止管试样在受夹具夹持时产生内凹变形，从而增强夹具对管试样的综合抱紧力。本发明夹具的夹持垫套和过渡顶杆可通过改变尺寸适应多种规格的试样，主轴夹持段也可改变尺寸以适应多种规格的试验机夹头。 
采用本发明的设计方案，可满足多种规格等壁厚管件和实心光滑夹持棒材的常、高温单、多轴疲劳试验，结构简单，试样尺寸适应范围大，夹持功能突出，节省试样材料。 
附图说明
图1为本发明实施例夹持试样后的三维视图。 
图2为本发明实施例夹持试样后的剖视图。 
图3为本发明实施例主轴的三维视图。 
图4为本发明实施例锁紧螺帽的三维视图。 
图5为本发明实施例套筒的三维视图。 
图6为本发明实施例套筒的剖视图。 
图7为本发明实施例夹持垫套的三维视图。 
图8为本发明实施例定位簧片的平面视图。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 
结合图1至图8可看出本发明的基本结构和具体实施方式。多功能材料疲劳试验引伸夹具，有一主轴1，所述主轴具有顶杆12、限位凸台11、中部螺纹段8和夹持段13；主轴1与套筒3通过锁紧螺帽2连接，锁紧螺帽2旋接在主轴1的中部螺纹段8上；过渡顶杆5和夹持垫套4以及主轴1上的顶杆12部分置于套筒3内；套筒3内部靠近试样安装端为锥形内孔设计，可使夹持垫套4在受到过渡顶杆5的顶力后对试样7产生挤压力；套筒3中部开设对称气孔9，用于释放高温试验环境下产生的高温气体；夹持垫套4与定位簧片6配合而形成可改变径向尺度的弹性机构，在此采用两瓣式锥体结构。 
如图2所示，将夹持垫套4、过渡顶杆5置于套筒3内，套筒3与主轴1连接并由主轴1上的限位凸台11进行周向限位；锁紧螺帽2从套筒3的一端套入，其内螺纹10同主轴的中部螺纹段8初步配合，然后将已塞入金属堵头（由具有高热膨胀系数的材料制成）的管试样(或实心光滑棒状试样)7的一端插入置于套筒3内的夹持垫套4内部，将夹具主轴1的夹持段13用试验机夹具抱紧。拧紧锁紧螺帽2，使主轴1上的顶杆12对套筒3内的夹持垫套4产生足够大的顶力，从而使夹持垫套对试样产生足够大的挤压力，试样的另一端按照相同的方法套装上本发明夹具。对于高温疲劳试验情形，待试样安装完成后，将试样和本发明夹具的套筒3外径较小的部分一并置于高温环境中，待升到试验温度后，试样7和夹具系统将因材料热膨胀的差异使得夹具对试样的抱紧力大大增强。在本例中，主轴1、过渡顶杆5、夹持垫套4及堵头材料均选用GH2036合金;套筒3）和锁紧螺帽2材料选用1Cr17Ni2合金。 

Claims (3)

1.多功能材料疲劳试验引伸夹具，用于在常、高温疲劳试验中对金属等壁厚管材和实心光滑夹持棒材进行夹持，其特征在于，有一主轴（1），所述主轴具有顶杆（12）、限位凸台（11）、中部螺纹段（8）和夹持段（13）；主轴与套筒（3）通过锁紧螺帽（2）连接，锁紧螺帽旋接在主轴中部螺纹段（8）上；过渡顶杆（5）和夹持垫套（4）以及主轴上的顶杆（12）部分置于套筒（3）内，套筒内部靠近试样安装端为锥形内孔设计，套筒中部开设对称气孔（9）；夹持垫套与定位簧片（6）配合形成可改变径向尺度的弹性机构。
2.根据权利要求1所述之多功能材料疲劳试验引伸夹具，其特征在于，所述夹持垫套（4）与定位簧片（6）配合而形成可改变径向尺度的弹性机构。
3.根据权利要求1所述之多功能材料疲劳试验引伸夹具，其特征在于所述主轴（1）、过渡顶杆（5）、夹持垫套（4）所用材料的热膨胀系数大于套筒（3）和锁紧螺帽（2）所用材料的热膨胀系数，以利于增强夹具在高温环境下的夹持性能。
CN201010509503A 2010-10-18 2010-10-18 多功能材料疲劳试验引伸夹具 Expired - Fee Related CN101949796B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010509503A CN101949796B (zh) 2010-10-18 2010-10-18 多功能材料疲劳试验引伸夹具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010509503A CN101949796B (zh) 2010-10-18 2010-10-18 多功能材料疲劳试验引伸夹具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101949796A true CN101949796A (zh) 2011-01-19
CN101949796B CN101949796B (zh) 2012-09-19

Family

ID=43453371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010509503A Expired - Fee Related CN101949796B (zh) 2010-10-18 2010-10-18 多功能材料疲劳试验引伸夹具

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101949796B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102507310A (zh) * 2011-11-29 2012-06-20 中国建筑科学研究院 倒置锥体主动夹紧型机械直拔头
CN103234817A (zh) * 2013-04-23 2013-08-07 中复碳芯电缆科技有限公司 可拆卸重复使用的纤维增强树脂基复合材料芯棒拉伸试验夹持装置
CN103604690A (zh) * 2013-11-26 2014-02-26 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 一种用于检测连接套筒力学性能的试验芯棒及其检测方法
CN105510123A (zh) * 2016-01-28 2016-04-20 中国原子能科学研究院 一种薄壁管材用夹具
CN108896386A (zh) * 2018-06-07 2018-11-27 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种金属薄板高温拉伸试样的夹持装置及其使用方法
CN109827836A (zh) * 2019-03-18 2019-05-31 武汉钢铁有限公司 一种软钢高速拉伸测试夹持工具及测试方法
CN110044743A (zh) * 2019-04-12 2019-07-23 西北工业大学 镍基单晶小试样疲劳试验系统及方法
CN110531242A (zh) * 2019-08-30 2019-12-03 华东光电集成器件研究所 一种雪崩二极管热电疲劳试验夹持装置
CN111595695A (zh) * 2020-06-04 2020-08-28 上海交通大学 一种适用于低温拉压疲劳测试的间隙消除装置和方法
CN114324032A (zh) * 2021-12-20 2022-04-12 中机试验装备股份有限公司 一种用于高温低周疲劳试验夹具

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106092736A (zh) * 2016-08-01 2016-11-09 西北工业大学 一种金属板状试样高温高周疲劳试验夹具

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87205634U (zh) * 1987-03-25 1988-03-16 西南交通大学 钢筋疲劳试验夹具
US4866992A (en) * 1987-02-27 1989-09-19 Rice Edward K Device and method for tensile testing of brittle materials
CN2090983U (zh) * 1991-04-11 1991-12-18 武汉工业大学 单向玻璃纤维增强塑料杆材试验夹具
CN101140208A (zh) * 2007-09-21 2008-03-12 徐浩然 波纹管疲劳寿命试验机夹具
CN101526451A (zh) * 2009-04-01 2009-09-09 西南交通大学 金属薄壁等壁厚管材高温疲劳试验夹具
US20090235756A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-24 Cain Arthur L Universal Spherical Tension Adapter
CN201607367U (zh) * 2010-03-08 2010-10-13 骏谚精机股份有限公司 拉力测试机的夹具
CN201867334U (zh) * 2010-10-18 2011-06-15 西南交通大学 多功能材料疲劳试验引伸夹具

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4866992A (en) * 1987-02-27 1989-09-19 Rice Edward K Device and method for tensile testing of brittle materials
CN87205634U (zh) * 1987-03-25 1988-03-16 西南交通大学 钢筋疲劳试验夹具
CN2090983U (zh) * 1991-04-11 1991-12-18 武汉工业大学 单向玻璃纤维增强塑料杆材试验夹具
CN101140208A (zh) * 2007-09-21 2008-03-12 徐浩然 波纹管疲劳寿命试验机夹具
US20090235756A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-24 Cain Arthur L Universal Spherical Tension Adapter
CN101526451A (zh) * 2009-04-01 2009-09-09 西南交通大学 金属薄壁等壁厚管材高温疲劳试验夹具
CN201607367U (zh) * 2010-03-08 2010-10-13 骏谚精机股份有限公司 拉力测试机的夹具
CN201867334U (zh) * 2010-10-18 2011-06-15 西南交通大学 多功能材料疲劳试验引伸夹具

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李君实: "钢绞线脉动拉伸疲劳试验和双层叠加式夹具", 《理化检验.物理分册》 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102507310B (zh) * 2011-11-29 2013-05-01 中国建筑科学研究院 倒置锥体主动夹紧型机械直拔头
CN102507310A (zh) * 2011-11-29 2012-06-20 中国建筑科学研究院 倒置锥体主动夹紧型机械直拔头
CN103234817A (zh) * 2013-04-23 2013-08-07 中复碳芯电缆科技有限公司 可拆卸重复使用的纤维增强树脂基复合材料芯棒拉伸试验夹持装置
CN103604690A (zh) * 2013-11-26 2014-02-26 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 一种用于检测连接套筒力学性能的试验芯棒及其检测方法
CN105510123A (zh) * 2016-01-28 2016-04-20 中国原子能科学研究院 一种薄壁管材用夹具
CN108896386B (zh) * 2018-06-07 2021-04-02 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种金属薄板高温拉伸试样的夹持装置及其使用方法
CN108896386A (zh) * 2018-06-07 2018-11-27 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种金属薄板高温拉伸试样的夹持装置及其使用方法
CN109827836A (zh) * 2019-03-18 2019-05-31 武汉钢铁有限公司 一种软钢高速拉伸测试夹持工具及测试方法
CN110044743A (zh) * 2019-04-12 2019-07-23 西北工业大学 镍基单晶小试样疲劳试验系统及方法
CN110531242A (zh) * 2019-08-30 2019-12-03 华东光电集成器件研究所 一种雪崩二极管热电疲劳试验夹持装置
CN110531242B (zh) * 2019-08-30 2022-02-01 华东光电集成器件研究所 一种雪崩二极管热电疲劳试验夹持装置
CN111595695A (zh) * 2020-06-04 2020-08-28 上海交通大学 一种适用于低温拉压疲劳测试的间隙消除装置和方法
CN114324032A (zh) * 2021-12-20 2022-04-12 中机试验装备股份有限公司 一种用于高温低周疲劳试验夹具

Also Published As

Publication number Publication date
CN101949796B (zh) 2012-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101949796B (zh) 多功能材料疲劳试验引伸夹具
CN101526451A (zh) 金属薄壁等壁厚管材高温疲劳试验夹具
CN104390856B (zh) 一种金属薄壁全段管材轴向拉压疲劳试验夹具
CN107626941A (zh) 一种管材外螺纹加工的内支撑装置
CN104792612A (zh) 一种空心圆棒试件的高温拉压疲劳试验夹具
CN106840867B (zh) 一种平板试件的高温拉伸疲劳试验夹具及方法
CN102806262A (zh) 轴向加载辅助磁脉冲管胀形的装置及方法
CN105699181A (zh) 内壁自锁整体管材高温拉伸试验夹具
CN102288482B (zh) 一种高温拉伸夹具
CN107132086A (zh) 一种高温拉伸试样的制作方法
CN108844810A (zh) 一种小口径金属薄壁管全管样高温持久试验夹具
CN201867334U (zh) 多功能材料疲劳试验引伸夹具
CN105571939A (zh) 内壁自锁整体管材高温拉伸试验夹具
CN107505262B (zh) 一种用于无骨架自粘性漆包线粘结力测试工装及方法
CN104101532A (zh) 一种金属薄壁管材试样高温高压水轴向拉压疲劳试验夹具
CN104674144B (zh) 核电堆用大尺寸高强细晶镍基高温合金锻件热处理方法
CN201382879Y (zh) 金属薄壁等壁厚管材高温疲劳试验夹具
CN109187864B (zh) 核电站用锻造主管道制造工艺评定方法
CN111238969B (zh) 一种用于复合材料管的疲劳试验固定装置
CN207730569U (zh) 管件全截面拉伸试验用工装
CN105510123A (zh) 一种薄壁管材用夹具
CN111351708A (zh) 一种环形燃料组件缓冲管焊接拉伸检测的装置及方法
CN206362621U (zh) 一种钼及钼合金管材的拉伸检测设备
CN206787923U (zh) 新型细圆金属丝拉伸试验用夹具
CN111442974A (zh) 一种薄壁钢管拉伸试验夹持装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120919

Termination date: 20151018

EXPY Termination of patent right or utility model