CN104897461A - 动态拉伸实验夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态拉伸实验夹具，包括主夹具、夹片和螺纹固定夹具，其中，主夹具的一端开孔，孔的内壁由外到内依次设置有内螺纹和内锥面，螺纹固定夹具的一端外周设置有与主夹具内螺纹相配合的外螺纹，螺纹固定夹具沿轴心开有供板条状试件穿过的中心孔，且在伸入主夹具内的一端开有与中心孔同轴的且最小孔径大于中心孔的锥孔，两片对称的夹片被配置用于夹紧板条状试件，夹片两端的外形分别与主夹具的内锥面和螺纹固定夹具的锥孔形状配合；本发明试件加工简单，装夹操作方便，实验效率高，且能适用于不同厚度的试件。
Description
技术领域
本发明属于材料力学实验研究技术领域，特别是一种动态拉伸实验夹具。
背景技术
近年来，随着分离式Hopkinson拉杆(Split Hopkinson Torsion Bar，SHTB)技术的改进，分离式霍普金森试验装置已成为当前研究材料动态力学性能的一种重要手段，其基于一维应力波的理论，在不同应变率下进行实验获得材料的动态力学行为，引起了工程界的广泛关注。
通常分离式霍普金森拉杆装置所完成的动态拉伸实验，基本是制备双头螺纹试件再进行高应变率实验，如文献“Fransplass H,Langseth M,Hopperstad O S.Tensile behaviourof threaded steel fasteners at elevated rates of strain[J].International Journal of ImpactEngineering,2011,53(11):946–957.”和“Feng F,Huang S,Meng Z,et al.Experimentalstudy on tensile property of AZ31B magnesium alloy at different high strain rates andtemperatures[J].Materials&Design,2014,57(5):10–20.”中所述，螺纹加工使试件的制备过程复杂又耗时；又或者是文献“Xu Z,Li Y.A novel method in determination ofdynamic fracture toughness under mixed mode I/II impact loading[J].International Journal ofSolids&Structures,2012,49:366–376.”所采用的在试件上开孔与销相固定的方式，与前者相比所需实验试样虽容易加工些，但开孔所导致的应力集中及微裂纹产生与扩展等问题却无法避免。
发明内容
本发明的目的在于提供一种试件加工简单，装夹操作方便，实验效率高，且能适用于不同厚度的试件的动态拉伸实验夹具。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种动态拉伸实验夹具，包括主夹具、夹片和螺纹固定夹具，其中，主夹具的一端开孔，孔的内壁由外到内依次设置有内螺纹和内锥面，螺纹固定夹具的一端外周设置有与主夹具内螺纹相配合的外螺纹，螺纹固定夹具沿轴心开有供板条状试件穿过的中心孔，且在伸入主夹具内的一端开有与中心孔同轴的且最小孔径大于中心孔的锥孔，两片对称的夹片被配置用于夹紧板条状试件，夹片两端的外形分别与主夹具的内锥面和螺纹固定夹具的锥孔形状配合。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
(1)本发明动态拉伸实验夹具所采用的实验试件为板条状，加工工艺简单，装夹方便，能够避免应力的集中。
(2)本发明动态拉伸实验夹具的主夹具、夹片和螺纹固定夹具之间通过锥面相贴合，契合程度高。
(3)本发明动态拉伸实验夹具的主夹具与被配置的霍普金森拉杆以及与螺纹固定夹具之间均选用螺纹配合，有效固定，操作容易。
(4)本发明动态拉伸实验夹具可适用于不同厚度的试件，能够通过主夹具与螺纹固定夹具之间螺纹配合的长度达到在不同位置固定的目的。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明动态拉伸实验夹具的总体结构示意图。
图2是本发明动态拉伸实验夹具的主夹具的立体结构示意图。
图3是本发明动态拉伸实验夹具的夹片的立体结构示意图。
图4是本发明动态拉伸实验夹具的螺纹固定夹具的立体结构示意图。
具体实施方式
结合图1～图4：
本发明一种动态拉伸实验夹具，包括主夹具1、夹片2和螺纹固定夹具3，其中，主夹具1的一端设置有被配置于与霍普金森拉杆相连接的外螺纹，另一端开孔，孔的内壁由外到内依次设置有内螺纹和内锥面，螺纹固定夹具3的一端外周设置有与主夹具1内螺纹相配合的外螺纹，螺纹固定夹具3沿轴心开有供板条状试件4穿过的中心孔，且在伸入主夹具1内的一端开有与中心孔同轴的且最小孔径大于中心孔的锥孔，两片对称的夹片2被配置用于夹紧板条状试件4，夹片2两端的外形分别与主夹具1的内锥面和螺纹固定夹具3的锥孔形状配合。
结构装配：
主夹具1与所配置的霍普金森拉杆通过螺纹连接，两块对称的夹片2将板条状试件4夹紧，与主夹具1内孔锥面相贴合；螺纹固定夹具3锥面与夹片2贴合，其外螺纹通过与主夹具1内螺纹配合来达到固定的目的。
实验操作：
实验前，将待测材料切成一定宽度的板条状试件4，其尺寸必须小于螺纹固定夹具3中心孔的尺寸，将两块对称的夹片2夹紧试件后放入主夹具1中，通过锥面配合，然后将主夹具1装配在拉杆上，把螺纹固定夹具3旋入主夹具1，使螺纹固定夹具3内锥孔的锥面与夹片2的锥面契合，使其固定并保证试件不会发生滑脱，通过动态拉伸完成高应变率实验。
Claims (2)
1.一种动态拉伸实验夹具，其特征在于：包括主夹具(1)、夹片(2)和螺纹固定夹具(3)，其中，主夹具(1)的一端开孔，孔的内壁由外到内依次设置有内螺纹和内锥面，螺纹固定夹具(3)的一端外周设置有与主夹具(1)内螺纹相配合的外螺纹，螺纹固定夹具(3)沿轴心开有供板条状试件(4)穿过的中心孔，且在伸入主夹具(1)内的一端开有与中心孔同轴的且最小孔径大于中心孔的锥孔，两片对称的夹片(2)被配置用于夹紧板条状试件(4)，夹片(2)两端的外形分别与主夹具(1)的内锥面和螺纹固定夹具(3)的锥孔形状配合。
2.根据权利要求1所述的动态拉伸实验夹具，其特征在于：所述主夹具(1)的一端设置有被配置于与霍普金森拉杆相连接的外螺纹。
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