CN108709814B - 一种对螺柱焊t型接头抗拉强度测试的电子式测量工具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对螺柱焊T型接头抗拉强度测试的电子式测量工具，包括带夹头的螺纹杆、固定夹座、旋柄、应力应变片和数据采集与测量值转换系统，带夹头的螺纹杆包括螺纹杆和夹头，两者一体成型，固定夹座包括圆柱体夹座和固定座本体，圆柱体夹座上开有开口矩形槽，圆柱体夹座设置在固定座本体一端，且两者一体成型，旋柄包括旋转杆和圆柱体旋转夹座，圆柱体旋转夹座设置在旋转杆一端，且两者一体成型，圆柱体旋转夹座中心开有同心螺纹通孔，且与螺纹杆配合连接，两个应力应变片对称设置在夹头外壁面上，两个应力应变片分别通过数据传输线连接数据采集与测量值转换系统。本发明可对螺柱焊焊接接头的抗拉强度进行测试，提高测量精度和效率，用于螺柱焊焊后的质量检测。

Description

一种对螺柱焊T型接头抗拉强度测试的电子式测量工具
技术领域
本发明一种对螺柱焊T型接头抗拉强度测试的电子式测量工具，属于力学性能检测领域。
背景技术
目前对于螺柱焊焊接质量的检测较多的是做弯曲测试和扭转测试，而若想测试其抗拉性能有较多不便。通常要对一种材料的抗拉强度测试主要是通过拉伸试验，这种测试方法往往对试样的形状和尺寸有一定的要求，一般为一定尺寸的棒状。螺柱焊是将螺柱或紧固件植焊到板件上，形成的是T型焊接接头，形状的限制给抗拉强度的测试带来了不便，无法使用传统的拉伸测试来测试其抗拉强度。传统的机械式测量方式人为因素引起的误差较大，于是需要一种电子式的测量工具来测量螺柱焊焊接接头的抗拉强度，提高测量的精度，且易于实现自动化。
发明内容
本发明的目的是提供一种对螺柱焊T型接头抗拉强度测试的电子式测量工具，解决了螺柱焊焊接接头抗拉强度的测试问题。
一种对螺柱焊T型接头抗拉强度测试的电子式测量工具，包括带夹头的螺纹杆、固定夹座、旋柄、两个应力应变片和数据采集与测量值转换系统，所述带夹头的螺纹杆包括螺纹杆和夹头，且所述螺纹杆一端与夹头一体成型，所述夹头下端内部开有螺母放置槽和螺柱放置槽，且所述螺柱放置槽设置在螺母放置槽下方，两者一体成型，所述固定夹座包括圆柱体夹座和固定座本体，所述圆柱体夹座设置在固定座本体一端，且两者一体成型，所述圆柱体夹座中间设有开口矩形槽，与夹头配合连接，所述旋柄包括旋转杆和圆柱体旋转夹座，圆柱体旋转夹座设置在旋转杆一端，且两者一体成型，所述圆柱体旋转夹座中心开有同心螺纹通孔，且与螺纹杆配合连接，所述两个应力应变片对称设置在夹头外壁面上，且轴向位置处于夹头力的作用点，所述两个应力应变片分别通过数据传输线连接数据采集与测量值转换系统。
优选地，所述螺纹杆的螺纹为梯形螺纹，且所述圆柱体旋转夹座中心处开设的同心螺纹通孔的螺纹与螺纹杆的螺纹相配合。
优选地，所述夹头的横截面为正六边形。
优选地，所述螺纹杆的外螺纹外径记为d1，所述夹头的横截面的两条平行对边的距离记为d2，所述螺柱放置槽直径记为d3，所述螺母放置槽直径记为d4，所述圆柱体夹座的开口槽的宽度记为d6，所述d6大于d1，且与d2间隙配合，所述d3与待测螺柱直径相配合，所述带夹头螺纹杆中螺母放置槽的最小横截面面积Smin满足如下公式：
Figure GDA0002677567990000021
式中S螺柱表示待测螺柱横截面积，σ螺柱为待测螺柱材料的抗拉强度，σ夹头为夹头材料的抗拉强度，依据上述公式确定d4。
有益效果：本发明提供的一种对螺柱焊T型接头抗拉强度测试的电子式测量工具，可对螺柱焊焊接接头的抗拉强度进行测试，提高测量精度和效率，用于螺柱焊焊后的质量检测。
附图说明
图1为T字型的待测螺柱焊焊接接头；
图2为旋有螺母的T字型的待测螺柱焊焊接接头；
图3为本发明的整体结构图；
图4为本发明的固定夹座的俯视图；
图5为本发明的固定夹座的剖面图；
图6为本发明的带夹头的螺纹杆的主视图；
图7为本发明的带夹头的螺纹杆的俯视图；
图8为本发明的旋柄的俯视图；
图9为本发明的旋柄的剖视图；
图中：带夹头的螺纹杆1、螺纹杆1-1、夹头1-2、螺母放置槽1-3、螺柱放置槽1-4、固定夹座2、圆柱体夹座2-1、固定座本体2-2、开口矩形槽2-3、旋柄3、旋转杆3-1、圆柱体旋转夹座3-2、同心螺纹通孔3-3、应力应变片4、数据采集与测量值转换系统5、待测螺柱6、板件7、螺母8。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
一种对螺柱焊T型接头抗拉强度测试的电子式测量工具，包括带夹头的螺纹杆1、固定夹座2、旋柄3、两个应力应变片4和数据采集与测量值转换系统5，所述带夹头的螺纹杆1包括螺纹杆1-1和夹头1-2，且所述螺纹杆1-1一端与夹头1-2一体成型，所述夹头1-2下端内部开有螺母放置槽1-3和螺柱放置槽1-4，且所述螺柱放置槽1-4设置在螺母放置槽1-3下方，两者一体成型，所述固定夹座2包括圆柱体夹座2-1和固定座本体2-2，所述圆柱体夹座2-1设置在固定座本体2-2一端，且两者一体成型，所述圆柱体夹座2-1中间设有开口矩形槽2-3，与夹头1-2配合连接，所述旋柄3包括旋转杆3-1和圆柱体旋转夹座3-2，圆柱体旋转夹座3-2设置在旋转杆3-1一端，且两者一体成型，所述圆柱体旋转夹座3-2中心开有同心螺纹通孔3-3，且与螺纹杆1-1配合连接，所述两个应力应变片4对称设置在夹头1-2外壁面上，且轴向位置处于夹头力的作用点，所述两个应力应变片4分别通过数据传输线连接数据采集与测量值转换系统5。此处的数据采集与测量值转换系统本领域技术人员可根据实际需求进行选择。
优选地，所述螺纹杆1-1的螺纹为梯形螺纹，且所述圆柱体旋转夹座3-2中心处开设的同心螺纹通孔3-3的螺纹与螺纹杆1-1的螺纹相配合。
优选地，所述夹头1-2的横截面为正六边形。
优选地，所述螺纹杆1-1的外螺纹外径记为d1，所述夹头1-2的横截面的两条平行对边的距离记为d2，所述螺柱放置槽1-4直径记为d3，所述螺母放置槽1-3直径记为d4，所述夹头1-2的横截面的对角线长记为d5，所述圆柱体夹座2-1的开口矩形槽的宽度记为d6，所述d6大于d1，且与d2间隙配合，所述d3与待测螺柱6直径相配合，所述带夹头螺纹杆1中螺母放置槽1-3的最小横截面面积Smin满足如下公式：
Figure GDA0002677567990000041
式中S螺柱表示待测螺柱横截面积，σ螺柱为待测螺柱材料的抗拉强度，σ夹头为夹头材料的抗拉强度，依据上述公式确定d4。
图1为T字型的待测螺柱焊焊接接头(包括待测螺柱6和板件7)，采用本发明装置进行测量的具体方法如下：
步骤1：如图2所示，在待测螺柱上旋上螺母8(螺母高度是待测螺柱直径的1.5倍以上)，且在螺母8下端面与板件7之间留有一定的空间不旋至底部，用于测量工具的安装；
步骤2：将带夹头的螺纹杆1夹套在待测螺柱6上的螺母8上，并将带夹头的螺纹杆1夹在固定夹座2中，且固定夹座2底端与板件接触；
步骤3：附着在夹头外壁面上与分界面A(如图6所示)相交处的两个对称分布的应力应变片4通过数据传输线连接数据采集与测量值转换系统5；
步骤4：将旋柄3与螺纹杆1-1配合连接，旋至旋柄3与固定夹座2相接触后继续加力旋转，直至螺柱被拉断，在此过程中，应力应变片记录螺柱被拉断过程中拉应力的变化，并将测量参数传输至数据采集与测量值转换系统，由该系统将测量参数转换为焊接接头的抗拉强度。
本发明的工作原理如下：
本发明的加载方式是采用螺纹传动机构进行加载，将较大的轴向力转换为作用于旋柄的旋转杆端部较小的力。
螺柱焊是将螺柱或紧固件植焊于板件上，于是先在待测螺柱6上通过螺纹连接装配一个螺母(螺母高度为待测螺柱直径的1.5倍以上)，然后通过本发明装置夹套住螺母8，再通过螺纹传动对螺母8进行拉伸，类似于螺旋千斤顶。拉伸的过程中，夹头1-2对螺母力的作用点在螺母底端，也即反作用力在如图6所示的分界面A处，因此将应力应变片附于该处能很好的反应螺柱的受拉情况,再通过数据采集及测量值转换系统直接读取记录焊接接头的抗拉强度。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的两种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种对螺柱焊T型接头抗拉强度测试的电子式测量工具，其特征在于，包括带夹头的螺纹杆、固定夹座、旋柄、两个应力应变片和数据采集与测量值转换系统，所述带夹头的螺纹杆包括螺纹杆和夹头，且所述螺纹杆一端与夹头一体成型，所述夹头下端内部开有螺母放置槽和螺柱放置槽，且所述螺柱放置槽设置在螺母放置槽下方，两者一体成型，所述固定夹座包括圆柱体夹座和固定座本体，所述圆柱体夹座设置在固定座本体一端，且两者一体成型，所述圆柱体夹座中间设有开口矩形槽，与夹头配合连接，所述旋柄包括旋转杆和圆柱体旋转夹座，圆柱体旋转夹座设置在旋转杆一端，且两者一体成型，所述圆柱体旋转夹座中心开有同心螺纹通孔，且与螺纹杆配合连接，所述两个应力应变片对称设置在夹头外壁面上，且轴向位置处于夹头力的作用点，所述两个应力应变片分别通过数据传输线连接数据采集与测量值转换系统。
2.根据权利要求1所述的一种对螺柱焊T型接头抗拉强度测试的电子式测量工具，其特征在于，所述螺纹杆的螺纹为梯形螺纹，且所述圆柱体旋转夹座中心处开设的同心螺纹通孔的螺纹与螺纹杆的螺纹相配合。
3.根据权利要求1所述的一种对螺柱焊T型接头抗拉强度测试的电子式测量工具，其特征在于，所述夹头的横截面为正六边形。
4.根据权利要求3所述的一种对螺柱焊焊接接头抗拉强度测试的电子式测量工具，其特征在于：所述螺纹杆的外螺纹外径记为d1，所述夹头的横截面的两条平行对边的距离记为d2，所述螺柱放置槽直径记为d3，所述螺母放置槽直径记为d4，所述圆柱体夹座的开口槽的宽度记为d6，所述d6大于d1，且与d2间隙配合，所述d3与待测螺柱直径相配合，所述带夹头螺纹杆中螺母放置槽的最小横截面面积Smin满足如下公式：
Figure FDA0002677567980000021
式中S螺柱表示待测螺柱横截面积，σ螺柱为待测螺柱材料的抗拉强度，σ夹头为夹头材料的抗拉强度，依据上述公式确定d4。
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