CN108387441B - 一种夹具加载方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三维复合型断裂试验夹具，包括一对上下相对设置的C型弧板，在所述C型弧板上设有通过定位螺栓将其固定到试验机上的圆弧滑槽，在所述C型弧板的内壁上还分别上下相对固定有底盘；在所述底盘上可转动的设有可以固定住试样的三爪卡盘，该试样为设有断裂纹的圆柱状。本发明的有益效果是：解决了断裂试验中角度跳跃调整的问题，扩大了试验数据的获取范围，为真实反映复合型断裂规律提供了一种可靠实用的试验夹具。

Description

一种夹具加载方法
本申请是发明专利申请《一种三维复合型断裂试验夹具》的分案申请。
原案申请日：2015-12-15。
原案申请号：2015109373577。
原案发明名称：一种三维复合型断裂试验夹具。
技术领域
本发明涉及材料断裂研究用具领域，具体涉及一种三维复合型断裂试验夹具。
背景技术
工程作业中，一些材料断裂事故通常会造成巨大财产损失，严重影响人身安全，因此迫切需要一系列便于工程应用的断裂准则，而进行断裂预测理论研究过程中，亟需一种可靠实用的试验夹具。
现有的断裂试验夹具，或只能进行单一型裂纹加载，或只能进行固定几个角度调整，这些极大限制了试验数据的获取范围，无法满足断裂理论研究的试验要求。
发明内容
综上所述，为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种三维复合型断裂试验夹具，实现Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ任意复合型断裂试验，且角度无级可调。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种三维复合型断裂试验夹具，包括一对上下相对设置且共面的C型弧板，在所述C型弧板上设有通过定位螺栓将其固定到试验机上的圆弧滑槽，在所述C型弧板的内壁上还分别上下相对固定有底盘；
在所述底盘上可转动的设有可以固定住试样的三爪卡盘，该试样为设有断裂纹的圆柱状。
进一步，所述底盘上设有T形槽，所述T形槽从所述底盘的外周向内延伸，并且所述T形槽的尾端为圆弧状，所述三爪卡盘设有可转动卡到所述T形槽内部的凸台，所述凸台包括与所述T形槽直径较小的圆柱条和直径较大的圆柱块，所述三爪卡盘通过该较小的圆柱条连接该直径较大的圆柱块。
进一步，所述C型弧板上对应所述圆弧滑槽的位置处设有反映实验机力载荷与试样轴向之间夹角的角度刻度Ⅰ。
进一步，所述底盘上设有反映所述C型弧板的中心面与所述断裂纹的断面法向之间夹角的角度刻度Ⅱ。
进一步，所述圆弧滑槽的圆心角为90°。
进一步，所述底盘焊接在所述C型弧板的内壁上。
本发明的有益效果是：解决了断裂试验中角度跳跃调整的问题，扩大了试验数据的获取范围，为真实反映复合型断裂规律提供了一种可靠实用的试验夹具。并且该试验夹具结构简单，易于制造，操作易行，装拆试样方便。试验机可利用原有的拉伸机来进行复合型断裂试验，避免设计专用试验机，从而大大节约试验成本。
附图说明
图1为C型弧板的结构示意图；
图2为刻度底盘的结构示意图；
图3为三爪卡盘的结构示意图；
图4为图3的仰视图；
图5为试样的结构示意图；
图6是本发明对试样进行试验的示意图；
图7为本发明安装在试验机上后的实验角度示意图（其中C型弧板省去圆弧滑槽）。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、C型弧板，11、圆弧滑槽，12、角度刻度Ⅰ，2、底盘，21、T形槽，22、角度刻度Ⅱ，3、三爪卡盘，31、凸台，4、试样，41、裂纹，42、断面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1-6所示，一种三维复合型断裂试验夹具，包括一对上下相对设置且共面的C型弧板1，在所述C型弧板1上设有通过定位螺栓将其固定到试验机上的圆弧滑槽11，所述圆弧滑槽11的圆心角为90°，所述C型弧板1上对应所述圆弧滑槽11的位置处设有反映实验机力载荷与试样4轴向之间夹角的角度刻度Ⅰ12。在所述C型弧板1的内壁上还分别上下相对固定有底盘2，优选的：所述底盘2焊接在所述C型弧板1的内壁上。
在所述底盘2上可转动的设有可以固定住试样4的三爪卡盘3，所述底盘2上设有反映所述C型弧板1的中心面与所述断裂纹41的断面42法向之间夹角的角度刻度Ⅱ22。该试样4为设有断裂纹41的圆柱状。三爪卡盘3通过下述方式实现在底盘2上可转动：所述底盘2上设有T形槽，所述T形槽从所述底盘2的外周向内延伸，并且所述T形槽的尾端为圆弧状，所述三爪卡盘3设有可转动卡到所述T形槽内部的凸台，所述凸台包括与所述T形槽直径较小的圆柱条和直径较大的圆柱块，所述三爪卡盘3通过该较小的圆柱条连接该直径较大的圆柱块。通过圆柱块在T形槽内转动实现三爪卡盘3在底盘2上的转动。
进行试验时，通过定位螺栓将C型弧板1上圆弧滑槽11的不同位置固定到试验机，调整实验机力载荷与试样4轴向之间夹角的角度，即图7中α的角度，通过观察角度刻度Ⅰ12可以将α调整到需要的角度。再结合转动底盘2调整C型弧板1的中心面与断裂纹的断面42法向之间夹角的角度，即图7中β的角度，通过观察角度刻度Ⅱ22可以将β调整到需要的角度。通过上述α与β的调整就可实现Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ任意复合型断裂试验加载。当α＝0°时，试样4受到拉伸载荷，为I型加载；当α＝90°且β＝0°时，试样4受到平面剪切载荷，为II型加载；当α＝90°且β＝90°时，试样4受到反平面剪切载荷，为III型加载；当β＝0°且0°<α<90°时，试样4为I+II复合型加载；当β＝90°且0°<α<90°时，试样4为I+III复合型加载；当α＝90°且0°<β<90°时，试样4为II+III复合型加载；当0°<α<90°且0°<β<90°时，试样4为I+II+III复合型加载。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种夹具加载方法，其特征在于，进行试验时，包括以下步骤：
步骤a、通过定位螺栓将C型弧板(1)上圆弧滑槽(11)的不同位置固定到试验机，调整实验机力载荷与试样(4)轴向之间夹角的角度α，通过观察角度刻度Ⅰ(12)，将α调整到需要的角度；
步骤b、结合转动底盘(2)调整C型弧板(1)的中心面与断裂纹的断面(42)法向之间夹角的角度β，通过观察角度刻度Ⅱ(22)，将β调整到需要的角度；
步骤c、通过步骤a得到的α与步骤b得到的β的调整，实现Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ任意复合型断裂试验加载；
当α＝0°时，试样(4) 受到拉伸载荷，为I型加载；
当α＝90°且β＝0°时，试样(4) 受到平面剪切载荷，为II型加载；
当α＝90°且β＝90°时，试样(4) 受到反平面剪切载荷，为III型加载；
当β＝0°且0°<α<90°时，试样(4) 为I+II复合型加载；
当β＝90°且0°<α<90°时，试样(4) 为I+III复合型加载；
当α＝90°且0°<β<90°时，试样(4) 为II+III复合型加载；
当0°<α<90°且0°<β<90°时，试样(4) 为I+II+III复合型加载；
其特征在于，在三维复合型断裂试验夹具上进行应用；所述三维复合型断裂试验夹具包括一对上下相对设置且共面的C型弧板(1)，在所述C型弧板(1)上设有通过定位螺栓将其固定到试验机上的圆弧滑槽(11)，在所述C型弧板(1)的内壁上还分别上下相对固定有底盘(2)；
在所述底盘(2)上可转动的设有可以固定住试样(4)的三爪卡盘(3)，该试样(4)为设有断裂纹(41)的圆柱状；
所述底盘(2)上设有T形槽，所述T形槽从所述底盘(2)的外周向内延伸，并且所述T形槽的尾端为圆弧状，所述三爪卡盘(3)设有可转动卡到所述T形槽内部的凸台，所述凸台包括与所述T形槽对应的直径较小的圆柱条和直径较大的圆柱块，所述三爪卡盘(3)通过该较小的圆柱条连接该直径较大的圆柱块；
所述C型弧板(1)上对应所述圆弧滑槽(11)的位置处设有反映实验机力载荷与试样(4)轴向之间夹角的角度刻度Ⅰ(12)；
所述底盘(2)上设有反映所述C型弧板(1)的中心面与所述断裂纹(41)的断面(42)法向之间夹角的角度刻度Ⅱ(22)；
所述圆弧滑槽(11)的圆心角为90°；
所述底盘(2)焊接在所述C型弧板(1)的内壁上。
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