CN108956277B - 一种用于夏比冲击试验的对中工装及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于夏比冲击试验的对中工装及其工作方法，其包括连接臂和用于设置在试样两侧的试验机支座之间的定位块，所述定位块固定连接于所述连接臂的端部，且所述定位块的侧面上设有用于相对应于试样上的缺口的凸部，以实现对试样的抵靠定位。由此，能够快速对夏比冲击试验中的试样进行快速、精确的定位，避免对试样发生碰撞而导致其发生移位，防止试样检测冲击数据值失真。

Description

一种用于夏比冲击试验的对中工装及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种用于夏比冲击试验的对中工装及其工作方法。
背景技术
夏比冲击试验(Charpy impact test)是用以测定金属材料抗缺口敏感性(韧性)的试验。制备有一定形状和尺寸的金属试样，使其具有U形缺口或V形缺口，在夏比冲击试验机上处于简支梁状态，以试验机举起的摆锤作一次冲击，使试样沿缺口冲断，用折断时摆锤重新升起高度差计算试样的吸收功，即为Aku和Akv。可在不同温度下作冲击试验，吸收功值(焦耳)大，表示材料韧性好，对结构中的缺口或其他的应力集中情况不敏感。对重要结构的材料近年来趋向于采用更能反映缺口效应的V形缺口试样做冲击试验。
在进行夏比冲击试验时采用夹钳将试样夹持放置在试验机的支座位置处进行定位，但是通常夹钳在松开试样时，夹钳的端部会围绕夹钳的轴芯做圆弧轨迹运动，由此，夹钳的端部与试样缺口相匹配的限位凸台会与试样缺口内壁碰撞使试样走位，使缺口中心与摆锤中心发生位置偏移(偏移量与夹钳松开时的作用力成正比)，导致试样的冲击试验检测值出现偏差。如果出现较大的缺口中心错位情况，则需进行重新的对中工作，造成试样摆放时间过长，导致试验过程时间可能会超过GB/T 229规定的5秒时间，从而试样的温度发生较大的变化，进一步影响冲击检测结果的实际值。
发明内容
基于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于夏比冲击试验的对中工装及其工作方法，能够快速对夏比冲击试验中的试样进行快速、精确的定位，避免对试样发生碰撞而导致其发生移位，防止试样检测冲击数据值失真。
基于此，本发明的技术方案为：一种用于夏比冲击试验的对中工装，其包括连接臂和用于设置在试样两侧的试验机支座之间的定位块，所述定位块固定连接于所述连接臂的端部，且所述定位块的侧面上设有用于相对应于试样上的缺口的凸部，以实现对试样的抵靠定位。
可选的，所述凸部位于所述定位块的侧壁的中点位置处。
可选的，所述凸部沿竖直方向布置，且所述凸部的长度与所述定位块的厚度相一致。
可选的，所述定位块为梯形块，所述凸部位于所述梯形块的长度较小的端面上。
可选的，所述连接臂包括第一支臂和第二支臂，所述第一支臂的第一端部垂直固定连接于所述定位块的顶部，所述第一支臂的第二端部与所述第二支臂的端部相连接。
可选的，所述第一支臂的第二端部与所述第二支臂的端部垂直固定相连接，且所述第一支臂与所述第二支臂的连接处采用圆弧形平滑过渡。
可选的，所述第一支臂与所述第二支臂均为连接杆，且所述第一支臂的直径与所述第二支臂的直径相一致。
可选的，所述第一支臂和所述第二支臂为一体加工成型。
本发明还提供了一种基于该用于夏比冲击试验的对中工装的工作方法，包括以下步骤：
在两个彼此相对布置的试验机支座上放置试样，使得两个试验机支座分别位于上的两侧；
将所述对中工装的定位块从两个试验机支座之间的空隙的一端向试样方向进行移动，使得试样与定位块的侧面相贴合；
将试样上的缺口与定位块上的凸部进行咬合；
将所述对中装置由两个试验机支座之间撤出。
可选的，将试样放置在两个试验机支座上时所采用的夹持工具为镊子。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明的用于夏比冲击试验的对中工装包括连接臂和用于设置在试样两侧的试验机支座之间的定位块，所述定位块固定连接于所述连接臂的端部，且所述定位块的侧面上设有用于相对应于试样上的缺口的凸部，以实现对试样的抵靠定位。由此，在采用该对中装置进行夏比冲击试验时，对试样进行摆放的时候将其缺口与定位块上的凸部进行有效的定位，既能够实验过程中对试样的快速定位，又能够提高试样定位的准确性，凸部与试样缺口之间的定位卡合能够防止试样的中心与试验过程中的摆锤中心发生位置的偏移，避免导致试样的冲击试验检测值出现偏差。且采用该工装对试样进行定位的方式非常简单，效率较高，能够保证检测实际值的可靠性。此外，在采用该工装进行工作时，将试样放置在试验机支座上时所采用的夹持件是镊子，使用方便，且将试样放置好后，镊子离开试样时为直线背离试样，不会对试样造成碰撞，有效的避免试样在受到碰撞后发生的移位现象，防止试样检测冲击值失真，保证整个试验过程的可靠性。对中装置的结构非常简单，生产和制造方便，成本较低，且使用过程非常可靠有效，适于进行推广使用。
附图说明
图1是本发明的实施例所述的对中工装的轴测结构示意图；
图2是本发明的实施例所述的对中工装的俯视结构示意图；
图3是本发明的实施例所述的对中工装在工作状态下的结构示意图。
附图标记说明：
1、连接臂，11、第一支臂，12、第二支臂，2、定位块，21、凸部，3、试样，4、试验机支座，5、镊子。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参见图1至图3，本发明的优选实施例所述的用于夏比冲击试验的对中工装，包括连接臂1和用于设置在试样3两侧的试验机支座4之间的定位块2，所述定位块2固定连接于所述连接臂1的端部，且所述定位块2的侧面上设有用于相对应于试样3上的缺口的凸部21，以实现对试样3的抵靠定位。
基于以上结构，在对该对中工装进行使用时，先将试样3摆放在两个试验机支座4上，并使得两个试验机支座4位于试样3的两端位置处，此时，工作人员手握住连接臂1将对中装置的定位块2从两个试验机支座4中间的间隙的一端处伸入，逐渐向试样3进行靠拢，采用相应的辅助件作用力在试样3的外侧，同时移动对中工装，使得试样3与对中工装的定位块2贴合，并将试样3上相应的缺口与定位块2上的凸部21进行咬合定位，以此实现在试验机支座4上的对试样3的准确定位；完成对试样3的定位后，对中工装则再次按照放入时的路径离开试样3。工作人员采用简单的夹具装置将试样3放置在试验机的支座上，然后夹具离开试样3，再通过辅助件对将试样3向定位块2进行压紧，整个过程中，简单夹具与试样3的接触面积较小，在离开试样3时对其产生的碰撞影响较小，且夹具离开后还需要用辅助件将试样3与定位块2进行压紧，以提高试样3定位的可靠性。此外，对中工装和辅助件在离开试样3时，均为沿直线进行背离，该过程中不会对试样3造成碰撞而产生移位，避免导致试样3检测冲击值数据失真。需要说明的是，在对该对中装置进行应用的过程中，对试样3进行夹持的夹具可以是同一物件，即夹具在将试样3放置在试验机支座4上后，拿开的夹具再次作为辅助件对试样3进行抵靠压紧，在撤走对中装置后，再沿与对中装置的路线相反的方向对夹具进行撤离整个过程非常简单，效果可靠。对中装置与夹具之间的配合能够使得试样3在试验机支座4上的定位更加快速，防止出现对试样3的调整时间过程而导致试样3的温度发生较大的变化，避免对检测实际值产生影响。
其中，凸部21位于定位块2的侧壁的中点位置处，能够方便与试样3在试验机支座4上的位置进行对应，保证试样3的中心能够与进行冲击试验时的摆锤的中心相对应，以保证试验的准确性。凸部21的形状设计则与试样3上缺口的形状相互适应，凸部21在定位块2的侧面上沿竖直方向布置，且凸部21的长度与所述定位块2的厚度相一致，从而使得为与定位块2上的凸部21与试样3的缺口接触面积更大，进一步确保试样3定位的准确性，在本实施例中，定位块2设计的厚度与试样3的厚度相一致，能够在保证试样3定位同时节省材料的使用，有效的降低成本，但在其他实施例中，定位块2的厚度设计并不受本实施例的限制，需要保证定位块2的厚度大于或等于试样3的厚度即可。定位块2为梯形块，凸部21位于所述梯形块的长度较小的端面上，定位块2的结构设计与两个试验机支座4之间的间隙形状相配合，本实施例中的两个试验机支座4之间的间隙为楔形口设计，故而将定位块2设计为梯形块与该楔形口进行配合，以保证梯形定位块2的两侧边能够与位于两侧的试验机定位块2的侧面完全贴合，从而便于定位块2间隙内的移动，并能够有效的保证对定位块2位置限定的可靠性。
另外，连接臂1包括第一支臂11和第二支臂12，第一支臂11的第一端部垂直固定连接于定位块2的顶部，第一支臂11的第二端部与第二支臂12的端部相连接，第一支臂11垂直连接于定位块2的顶部，方便超出试验机支座4的顶部，从而能够在试验机支座4的顶部进行定位块2的移动，第二支臂12与第一支臂11的连接能够方便工作人员通过第二支臂12控制第一支臂11，有效的改变工作人员的施力方向，方便进行操作，为实际工作提供便利。第一支臂11的第二端部与第二支臂12的端部垂直固定相连接，且第一支臂11与第二支臂12的连接处采用圆弧形平滑过渡，既能够保证整个连接臂1的外观的美观性，有效的减少连接臂1上的棱角结构，防止工作过程中发生划伤等，与第一支臂11垂直相连接的第二支臂12与定位块2相互平行，由此控制定位块2在直线方向上靠近或者远离试样3，防止出现对试样3进行碰撞造成其发生移位的现象。
进一步的，第一支臂11与第二支臂12均为连接杆，且第一支臂11的直径与所述第二支臂12的直径相一致，第一支臂11和第二支臂12也可以是连接杆或者其他类型的连接件，第一支臂11与第二支臂12的规格相同能够方便在生产过程中的加工，提高生产效率。第一支臂11和第二支臂12为一体加工成型，结构简单，生产方便，成本较低，且能够进行推广使用。
本发明提供了一种基于上述用于夏比冲击试验的对中工装的工作方法，包括以下步骤：
(S1)放置好两个试验机支座4，在本实施例中试验机支座4包括梯形体部分和柱状体部分，且柱状体部分的高度低于梯形体部分的高度，梯形体部分的较大的端面与柱状体的侧面相连接，柱状体上用于放置试样3；
(S2)采用镊子5将试样3夹取放置在试验机支座4的柱状体上，位于与梯形体相连接的位置处，试样3两端部的侧壁分别与梯形体部分上高出柱状体部分的侧面相贴合；
(S3)将对中装置的定位块2放置于两个试验机支座4之间的间隙内，并从试验机支座4的梯形体部分的一侧逐渐向试样3的方向进行压紧，此时将镊子5转出试样3的外侧，对试样3进行压紧，从而使得试样3与对中装置的定位块2相互压紧贴合；
(S4)在试样3与定位块2进行压紧配合的过程中，定位块2上的凸部21与试样3上的缺口相互对应咬合；
(S5)在保证镊子5持续压紧试样3的前提下，通过连接臂1驱动定位块2沿原路径撤离，将对中装置完全撤出两个试验机支座4之间；
(S6)再朝与定位块2离开的方向相反的方向撤离镊子5，以完成试样3的对中工作；
(S7)进行后期的摆锤冲击试验，使得试样3沿缺口处折断，记录吸收功。
本发明的用于夏比冲击试验的对中工装包括连接臂1和用于设置在试样3两侧的试验机支座4之间的定位块2，所述定位块2固定连接于所述连接臂1的端部，且所述定位块2的侧面上设有用于相对应于试样3上的缺口的凸部21，以实现对试样3的抵靠定位。由此，在采用该对中装置进行夏比冲击试验时，对试样3进行摆放的时候将其缺口与定位块2上的凸部21进行有效的定位，既能够实验过程中对试样3的快速定位，又能够提高试样3定位的准确性，凸部21与试样3缺口之间的定位卡合能够防止试样3的中心与试验过程中的摆锤中心发生位置的偏移，避免导致试样3的冲击试验检测值出现偏差。且采用该工装对试样3进行定位的方式非常简单，效率较高，能够保证检测实际值的可靠性。此外，在采用该工装进行工作时，将试样3放置在试验机支座4上时所采用的夹持件是镊子5，使用方便，且将试样3放置好后，镊子5离开试样3时为直线背离试样3，不会对试样3造成碰撞，有效的避免试样3在受到碰撞后发生的移位现象，防止试样3检测冲击值失真，保证整个试验过程的可靠性。对中装置的结构非常简单，生产和制造方便，成本较低，且使用过程非常可靠有效，适于进行推广使用。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于夏比冲击试验的对中工装，其特征在于，包括连接臂和用于设置在试样两侧的试验机支座之间的定位块，所述定位块固定连接于所述连接臂的端部，且所述定位块的侧面上设有用于相对应于试样上的缺口的凸部，以实现对试样的抵靠定位；
所述连接臂包括第一支臂和第二支臂，所述第一支臂的第一端部垂直固定连接于所述定位块的顶部，所述第一支臂的第二端部与所述第二支臂的端部相连接；
所述定位块为与两侧的试验机支座之间楔形口设计的间隙相配合的梯形块，所述凸部位于所述梯形块的长度较小的端面上。
2.根据权利要求1所述的用于夏比冲击试验的对中工装，其特征在于，所述凸部位于所述定位块的侧壁的中点位置处。
3.根据权利要求2所述的用于夏比冲击试验的对中工装，其特征在于，所述凸部沿竖直方向布置，且所述凸部的长度与所述定位块的厚度相一致。
4.根据权利要求1所述的用于夏比冲击试验的对中工装，其特征在于，所述第一支臂的第二端部与所述第二支臂的端部垂直固定相连接，且所述第一支臂与所述第二支臂的连接处采用圆弧形平滑过渡。
5.根据权利要求4所述的用于夏比冲击试验的对中工装，其特征在于，所述第一支臂与所述第二支臂均为连接杆，且所述第一支臂的直径与所述第二支臂的直径相一致。
6.根据权利要求5所述的用于夏比冲击试验的对中工装，其特征在于，所述第一支臂和所述第二支臂为一体加工成型。
7.一种基于权利要求1至6任一项所述的用于夏比冲击试验的对中工装的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
在两个彼此相对布置的试验机支座上放置试样，使得两个试验机支座分别位于上的两侧；
将所述对中工装的定位块从两个试验机支座之间的空隙的一端向试样方向进行移动，使得试样与定位块的侧面相贴合；
将试样上的缺口与定位块上的凸部进行咬合；
将所述对中装置由两个试验机支座之间撤出。
8.根据权利要求7所述的对中工装的工作方法，其特征在于，将试样放置在两个试验机支座上时所采用的夹持工具为镊子。
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