CN105466314A - 一种可实现分步钻孔深度控制的组合塞尺工具 - Google Patents

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强斌
李亚东
黄志霜
高荣辉
邹永丰
顾颖
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Southwest Jiaotong University
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    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种可实现分步钻孔深度控制的组合塞尺工具，在钻孔应变法测量残余应力过程中用于标定控制多步钻孔深度，包括叠层设置指定厚度塞尺共二十片指定厚度的塞尺共二十片,塞尺厚度从0.1mm-2mm，相邻塞尺间隔0.1mm；所述塞尺由锚固螺栓(3)固定在和金属外壳(2)内,各塞尺可绕锚固螺栓旋入或旋出金属外壳。本发明将不同厚度的塞尺和金属外壳(2)通过锚固螺栓进行组合。异形塞尺的各个位置尺寸进行了外观优化与钻孔平台和钻杆可以完美的契合，同时金属外壳上留有抽取塞尺的豁口(5)，方便塞尺的选取。本发明提供了一种可以实现钻孔应变法测量残余应力过程中手动多步钻孔深度控制工具，具有效率高、操作简单和经济实用等优点。

Description

一种可实现分步钻孔深度控制的组合塞尺工具
技术领域
本发明属于实验设备,尤其是钻孔应变法测量残余应力过程中手动多步钻孔深度控制工具的相关领域
背景技术
在实际工程中当产生应力的外部因素撤掉以后材料内部依旧存在着能够维持自平衡的力。在构件的服役过程中残余应力和实际工作应力叠加，会对结构件的强度、稳定性以及疲劳性能产生很大的影响。当构件承载时，工作应力与其方向一致残余应力发生叠加时，这一区域就会发生塑性变形，进而丧失了继续承载的能力，减小了构件的有效承载面积。对某些存在残余应力的构件进行精加工，当从构件上去除一部分材料后，同时也释放掉了一部分应力，从而破坏了材料的应力平衡导致材料发生变形，影响加工精度。构件中残余应力的存在使得在交变荷载作用下应力循环平的均值发生偏移，使得更容易发生疲劳裂纹。
因此弄清楚材料内部残余应力的分布就显得极为重要，通过钻孔应变法来测量残余应力是目前相对成熟的方法之一。针对沿纵向分布不均匀的应力场进行测试时，通常采用分步钻孔测量一系列孔深阶段上的释放应变来计算每个阶段中的应力。然而我们最常用的低速手工钻无法方便地控制步进孔深，一般均按照均匀应力场进行处理，一次钻到最终的深度。这种全部按照均匀应力场处理的做法必然会导致测量结果产生偏差。
发明内容
鉴于上述现有手动钻孔技术的不足，本发明的目的就是构造一种能够在手动钻孔中实现分步钻孔的深度控制工具。
本发明的目的是通过如下的手段实现的。
一种可实现分步钻孔深度控制的组合塞尺工具，在钻孔应变法测量残余应力过程中用于标定控制多步钻孔深度，包括叠层设置的指定厚度塞尺共二十片,塞尺厚度从0.1mm-2mm，相邻塞尺间隔0.1mm；所述塞尺由锚固螺栓固定在和金属外壳内,各塞尺可绕锚固螺栓旋入或旋出金属外壳。
本发明可实现分步钻孔深度控制的组合塞尺工具具备以下优势：
1，可以精确的实现最小每次0.1mm(深度根据最小塞尺规格来定)的钻孔深度；
2，最终可以根据该工具套装实现钻孔的分步进行；
3，把不同厚度的异性塞尺组装方便使用；
4，便于进行不同需求的更换组装以及携带。
本发明所有主要部件用弹簧钢加工而成，可以有效防止受力变形以及潮湿环境下生锈现象。
在进行残余应变测试时候，先根据应变花粘贴的位置安置钻孔平台而后进行对中调整，而后利用手电钻对应变花的中心进行指定深度的钻孔。通常钻杆上的固定环和平台之间的缝隙距离即为实际需要钻孔的深度，此时我们可以根据固定厚度的异形塞尺来控制实际的钻孔深度。钻孔之前我们需要在塞尺套装中找到指定厚度的塞尺，移开钻杆上的固定环，将塞尺塞入固定环与平台之间，而后将固定环移向塞尺压紧，拔出塞尺，而后进行钻孔。当钻孔深度达到塞尺的厚度时，钻杆上的固定环就会与钻孔平台接触，阻碍钻进过程，从而实现了指定厚度的钻孔。为了实现针对非均匀应力场的分步钻进，以此来获得相应位置的残余应变，可以随意选取异形塞尺套装中的塞尺进行相应的钻孔深度控制。本发明具有效率高，结构简单，加工方便，经济适用等优点。
附图说明如下：
图1为本发明的总体结构装配示意图。
图2为本发明单一异形塞尺示意图。
弹簧、螺钉和螺帽为市场上的标准件，这里没有给出。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的结构作进一步的详述。
图1通过整体装配示意图，给出了各个部件的装配关系图。
由图1-2可看到，本发明可实现分步钻孔深度控制的组合塞尺工具，包括包括叠层设置的指定厚度塞尺(1)共二十片,塞尺厚度从0.1mm-2mm，相邻塞尺间隔0.1mm；所述塞尺由锚固螺栓(3)和(4)固定在和金属外壳(2)内,各塞尺可绕锚固螺栓旋入或旋出金属外壳。金属外壳(2)上设置方便操作者指头向外旋动塞尺的豁口(5)。
根据不同的使用场合，塞尺个数可以根据实际的需要有所增减。
在实际应用中，本发明可实现分步钻孔深度控制的组合塞尺工具的使用过程，可分为如下几步：
1)首先，针对被测材料粘贴应变花并连接测试仪器；
2)将钻孔平台置于应变花上方，利用放大镜进行对中调整；
3)将钻杆通过平台孔位放置，放松钻杆上的固定环，并移开；
4)在异形塞尺套装中取出相应厚度的塞尺并塞入固定环与平台之间，将固定环移向塞尺并压紧；
5)取走塞尺进行钻孔，当钻孔深度达到指定深度时，通过固定环与平台的阻力来阻碍钻进过程。可以随意选取相应厚度(或者不同厚度的组合)的异形塞尺套装中的塞尺进行相应的钻孔深度控制，可以实现针对均匀应力场的一次钻到最终深度以及对于非均匀应力场的分步钻进，以此来较为准确的获得相应位置的残余应变。

Claims (3)

1.一种可实现分步钻孔深度控制的组合塞尺工具，在钻孔应变法测量残余应力过程中用于标定控制多步钻孔深度，其特征在于,包括叠层设置的指定厚度塞尺共二十片,塞尺厚度从0.1mm-2mm，相邻塞尺厚度间隔0.1mm；所述塞尺由锚固螺栓(3)固定在和金属外壳(2)内,各塞尺可绕锚固螺栓旋入或旋出金属外壳。
2.根据权利要求1所述之可实现分步钻孔深度控制的组合塞尺工具，其特征在于，通过金属外壳(2)上设置方便操作者向外旋动塞尺的豁口(5)。
3.根据权利要求1所述之可实现分步钻孔深度控制的组合塞尺工具，其特征在于，塞尺个数可以根据实际的需要有所增减。
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