CN104655482A - 一种用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构 - Google Patents
一种用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，包括板状拉伸试样以及上夹具和下夹具，板状拉伸试样包括工作部分以及设在工作部分两端的第一、二夹持部分，上夹具的夹持端设有用于悬挂第一夹持部分的第一夹持槽；下夹具的夹持端设有用于悬挂第二夹持部分的第二夹持槽。本发明与国内外现有高温板状拉伸试样和相应的夹具相比，具有拉伸试样长度小、对中性好、高温试验条件下更换试样方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种拉伸试样和夹具的连接结构，具体涉及一种用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构。
背景技术
材料的高温拉伸性能是材料重要的机械性能指标之一，是能源、航空航天、石化等领域制造企业进行高温部件选材、机械设计、制造加工的重要考核指标。高温拉伸试件由三部分组成，一是拉伸试样的工作部分，是表征合金性能的主要部位，合金的断裂设计发生在此区域内；二是过渡部分，是工作部分向外过渡的部分，此部分在进行拉伸试验的时候会产生应力集中，处理不好可能会导致试样在此处断裂而使试验失败；三是加持部分，要保证载荷能正确的加载到拉伸试样工作部分，同时在高温拉伸试验过程中不发生断裂。
目前板状金属材料的高温拉伸试样的加工和尺寸采用的为GB/T4338-2006中给出的标准。该标准中指出，对于比例试样的原始标距不小于15mm，平行长度与原始横截面积呈一定的比例关系。对于过渡段的圆弧的长度，厚度小于3mm的板材，过渡的圆弧半径至少为20mm；对于厚度等于或大于3mm的板材，矩形横截面试样的最小过渡半径不小于12mm。由于受试验机夹具的设计限制，高温拉伸试样和夹具多采用销钉等固定连接的方式，在试样加持部分和夹具的上夹头、下夹头布置相同直径的孔洞，利用销子把拉伸试样与夹具连接为一体。为避免在高温拉伸过程中试样的加持部分断裂，加持部分的长度往往较长，最终拉伸试样的长度达到100mm以上。对于非比例板状试样，虽然GB/T4338-2006标准中指出了拉伸试样的原始标距与原始横截面积无固定关系，但基本仍通过销钉等连接方式固定夹具和拉伸试样，试样的总长度仍大于50mm，且在高温时换样困难。
在进行一类难取得大尺寸(如小口径管纵向、单晶叶片)试样的性能考核时，由于受试样尺寸的限制，现有的拉伸夹具无法满足高温拉伸需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，该连接结构能够不受式样尺寸的限制，同时满足高温拉伸需求。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括板状拉伸试样以及上夹具和下夹具，板状拉伸试样包括工作部分以及设在工作部分两端的第一、二夹持部分，上夹具的夹持端设有用于悬挂第一夹持部分的第一夹持槽；下夹具的夹持端设有用于悬挂第二夹持部分的第二夹持槽。
所述的工作部分的一端与第一夹持部分之间设有第一过渡部分，工作部分的另一端与第二夹持部分之间设有第二过渡部分。
所述的第一、二过渡部分的型线为圆弧。
所述的圆弧的角度为60℃，圆弧半径为5-7mm。
所述的第一、二夹持部分的形状为楔状，第一、二夹持槽采用与第一、二夹持部分相配合的楔形槽结构。
所述的第一、二夹持槽的槽底宽度为17-27mm，第一、二夹持槽的槽口宽度为8-12mm。
所述的第一、二夹持槽的高度为工作部分宽度的1.5倍。
所述的板状拉伸试样的厚度为2-4mm。
所述的板状拉伸试样、上夹具中的第一夹持槽和下夹具中的第二夹持槽的厚度均相同。
所述的工作部分的形状为矩形，且其宽度为3-5mm，长度为10-20mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过在工作部分两端分别设置第一、二夹持部分，上夹具的夹持端设有用于悬挂第一夹持部分的第一夹持槽；下夹具的夹持端设有用于悬挂第二夹持部分的第二夹持槽。这样就大大减小了进行高温拉伸试验所需的试样长度，且这种连接结构克服了以往销子连接所带来的高温条件下更换拉伸试样不便的问题，缩短了连续高温拉伸试验的周期，大大提高了效率拆卸不便的问题。
附图说明
图1为本发明的板状拉伸试样的结构示意图；
图2为本发明的上夹具的结构示意图；a为主视图，b为左视图；
图3为本发明用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构的装配示意图；
其中，1为工作部分，2为第一过渡部分，3为第一夹持部分，4为第二夹持部分，5为第二过渡部分，6为上夹具，7为下夹具。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
参见图1～3，本发明用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，包括厚度为2-4mm的板状拉伸试样以及与板状拉伸试样厚度相同的上夹具6和下夹具7，板状拉伸试样包括工作部分1以及设在工作部分1两端的第一、二夹持部分3，4，工作部分1的形状为矩形，且其宽度为3-5mm，长度为10-20mm；工作部分1的一端与第一夹持部分3之间设有第一过渡部分2，工作部分1的另一端与第二夹持部分4之间设有第二过渡部分5，第一、二过渡部分2，5的型线为圆弧，且圆弧的角度为60℃，圆弧半径为5-7mm。上夹具6的夹持端设有用于悬挂第一夹持部分3的第一夹持槽；下夹具7的夹持端设有用于悬挂第二夹持部分4的第二夹持槽；第一、二夹持部分3，4的形状为楔状，第一、二夹持槽采用与第一、二夹持部分3，4相配合的楔形槽结构；第一、二夹持槽的槽底宽度A为17-27mm，第一、二夹持槽的槽口宽度B为8-12mm，第一、二夹持槽的高度C为工作部分1宽度的1.5倍。
本发明第一、二夹持部分3，4的形状为楔状，对应与采用楔形槽结构的第一、二夹持槽以悬挂的方式进行连接，相比目前普遍采用的连接方式，在高温条件下更换拉伸试样更为方便，缩短了连续高温拉伸试验的周期，大大提高了效率，克服了现在板状高温拉伸试样的尺寸要求较大，高温条件下更换试样不方便等缺点，提供一种用于金属材料高温拉伸性能测试的板状小型拉伸试样和夹具。
本发明用于高温拉伸试验时，所述的板状拉伸试样通过楔形状的第一、二夹持部分悬挂在上夹具6和下夹具7的夹持端之间，上夹具6和下夹具7的第一、二夹持槽所在的平面与板状拉伸试样的第一、二夹持部分所在的平面处在同一平面上；上夹具6和下夹具7分别与万能试验机的拉伸杆相连接，对所述的板状拉伸试样施加载荷，板状拉伸试样受力方向与板状拉伸试样的方向一致，实现试样的高温拉伸测试。
与现有的高温板状拉伸试样和夹具相比，本发明设计的小型的板状拉伸试样采用非比例试样尺寸，试样和夹具的连接采用楔状的第一、二加持部分和相应的上夹具和下夹具中的楔形槽结构以悬挂的方式进行连接，大大减小了高温拉伸试验所需的试样的长度；相比目前普遍的销钉连接的方式，在高温条件下更换拉伸试样更为方便，缩短了连续高温拉伸试验的周期，大大提高了效率。
表1实施例1-2各部件参数要求
Claims (10)
1.一种用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，其特征在于，包括板状拉伸试样以及上夹具(6)和下夹具(7)，板状拉伸试样包括工作部分(1)以及设在工作部分(1)两端的第一、二夹持部分(3，4)，上夹具(6)的夹持端设有用于悬挂第一夹持部分的第一夹持槽；下夹具(7)的夹持端设有用于悬挂第二夹持部分的第二夹持槽。
2.根据权利要求1所述的用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，其特征在于：所述的工作部分(1)的一端与第一夹持部分(3)之间设有第一过渡部分(2)，工作部分(1)的另一端与第二夹持部分(4)之间设有第二过渡部分(5)。
3.根据权利要求2所述的用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，其特征在于：所述的第一、二过渡部分(2，5)的型线为圆弧。
4.根据权利要求3所述的用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，其特征在于：所述的圆弧的角度为60℃，圆弧半径为5-7mm。
5.根据权利要求1所述的用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，其特征在于：所述的第一、二夹持部分(3，4)的形状为楔状，第一、二夹持槽采用与第一、二夹持部分(3，4)相配合的楔形槽结构。
6.根据权利要求5所述的用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，其特征在于：所述的第一、二夹持槽的槽底宽度(A)为17-27mm，第一、二夹持槽的槽口宽度(B)为8-12mm。
7.根据权利要求5所述的用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，其特征在于：所述的第一、二夹持槽的高度(C)为工作部分(1)宽度的1.5倍。
8.根据权利要求1所述的用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，其特征在于：所述的板状拉伸试样的厚度为2-4mm。
9.根据权利要求1或8所述的用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，其特征在于：所述的板状拉伸试样、上夹具(6)中的第一夹持槽和下夹具(7)中的第二夹持槽的厚度均相同。
10.根据权利要求1所述的用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，其特征在于：所述的工作部分(1)的形状为矩形，且其宽度为3-5mm，长度为10-20mm。
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