CN109297808A - 基于光纤传感技术的蠕变试验装置及其夹具 - Google Patents
基于光纤传感技术的蠕变试验装置及其夹具 Download PDFInfo
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Abstract
本公开提供一种基于光纤传感技术的蠕变试验装置及其夹具。所述夹具用于夹持一试验件。所述试验件具有标距段，所述标距段的两端设有夹持段，所述夹持段在垂直于试验载荷方向的方向上具有外凸部。所述夹具包括承托板、顶抵部以及限位部。所述承托板具有承托面。所述顶抵部设于所述承托面。所述限位部设于所述承托面，且位于所述顶抵部的一侧，所述顶抵部和所述限位部之间形成限定一所述夹持段的空间。所述限位部包括两个限位体，两个所述限位体之间形成可供所述标距段置入的通道。本公开的夹具能够简化试验件的装配步骤，提高试验件的装配效率。
Description
技术领域
本公开涉及测试装置技术领域，尤其涉及一种基于光纤传感技术的蠕变试验装置及基于光纤传感技术的蠕变试验装置的夹具。
背景技术
材料是人类社会生活的物质基础，其性能的好坏直接影响所制备器件的工作性能和可靠性。其中，材料的蠕变性能能够反映材料的强度。
目前，常常采用蠕变试验装置测试材料的蠕变性能。该蠕变试验装置设有能与试验件装配的夹具，并通过夹具对试验件进行蠕变试验。但是，在试验件和夹具的在装配过程中需要采用螺栓将试验件固定于夹具，致使装配步骤繁琐，装配效率较低。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种基于光纤传感技术的蠕变试验装置的夹具，能够简化装配步骤，提高装配效率。
本公开的另一目的在于提供一种基于光纤传感技术的蠕变试验装置，能够使蠕变试验的操作更加方便。
根据本公开的一个方面，提供一种基于光纤传感技术的蠕变试验装置的夹具。所述夹具用于夹持一试验件。所述试验件具有标距段，所述标距段的两端设有夹持段，所述夹持段在垂直于试验载荷方向的方向上具有外凸部。所述夹具包括承托板、顶抵部以及限位部。所述承托板具有承托面。所述顶抵部设于所述承托面。所述限位部设于所述承托面，且位于所述顶抵部的一侧，所述顶抵部和所述限位部之间形成限定一所述夹持段的空间。所述限位部包括两个限位体，两个所述限位体之间形成可供所述标距段置入的通道。
在本公开的一种示例性实施例中，两个所述限位体的朝向所述顶抵部的表面均设有凹槽，所述夹持段可卡合于所述凹槽内。
在本公开的一种示例性实施例中，所述承托板、所述顶抵部以及所述限位部为一体式结构。
根据本公开的一个方面，提供一种基于光纤传感技术的蠕变试验装置，包括两个上述任一项所述的夹具、驱动机构以及光纤传感器。两个所述夹具沿试验载荷方向设置，且两个所述夹具的所述通道正对设置。所述驱动机构包括两个连接部，两个所述连接部一一对应的与两个所述夹具连接，并用于在所述试验载荷方向上向两个所述夹具施加背向的载荷。所述光纤传感器用于检测所述试验件在试验载荷方向上的形变。
在本公开的一种示例性实施例中，所述光纤传感器为光纤法珀传感器。
在本公开的一种示例性实施例中，所述光纤法珀传感器设于所述试验件。
在本公开的一种示例性实施例中，所述蠕变试验装置还包括粘结于所述试验件并沿试验载荷方向分布的两个支架。所述光纤法珀传感器包括两段光纤，两段所述光纤一一对应地支撑于两个所述支架。
在本公开的一种示例性实施例中，两个所述连接部均设有插槽，两个所述夹具的承托板均具有插接部，所述插接部配合插入对应的所述插槽并通过销钉连接。
在本公开的一种示例性实施例中，所述蠕变试验装置还包括加热炉。所述加热炉具有沿试验载荷方向贯通的空腔，两个所述夹具可活动地设于所述空腔内。
在本公开的一种示例性实施例中，所述蠕变试验装置还包括控制装置，所述控制装置分别与所述驱动机构和所述加热炉连接，并用于控制驱动机构的载荷和加热炉的温度。
本公开基于光纤传感技术的蠕变试验装置的夹具相比现有技术的有益效果在于：
将试验件的夹持段限定于顶抵部和限位部之间的空间，同时，将试验件的标距段置入两个限位体之间的通道，从而将试验件装配于夹具。相比现有技术，无需采用螺栓固定，简化了装配步骤，提高了装配效率。
本公开基于光纤传感技术的蠕变试验装置相比现有技术的有益效果在于：
由于两个夹具的通道正对设置，从而使试验件能够安装于两个夹具之间。通过驱动装置在试验载荷方向上向两个夹具施加背向的载荷，从而能够对试验件进行蠕变试验。该过程中，试验件的装配步骤少，使蠕变试验的操作更加方便。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
通过参照附图来详细描述其示例性实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本公开实施方式的夹具的示意图；
图2为本公开实施方式的夹具的侧视图；
图3为本公开实施方式的夹具与试验件的分解示意图；
图4为本公开实施方式的蠕变实验装置的示意图；
图5为本公开实施方式的试验件与光纤法珀传感器的装配示意图；
图6为本公开实施方式的光纤法珀传感器的示意图；
图7为本公开实施方式的连接部与插接部的分解示意图；
图8为本公开实施方式的连接部的示意图；
图9为本公开实施方式的连接部的侧视图；
图10为本公开实施方式的连接部与插接部的装配示意图。
图中：1、夹具；2、承托板；3、顶抵部；4、限位部；41、限位体；5、凹槽；6、光纤法珀传感器；7、支架；8、试验件；9、插接部；10、连接部；11、插槽；12、销钉；13、加热炉。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、材料、装置等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免模糊本公开的各方面。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”、“具有”以及“设有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
本公开实施方式提供一种基于光纤传感技术的蠕变试验装置的夹具。夹具可用于夹持一试验件。试验件可具有标距段，标距段的两端可设有夹持段，夹持段在垂直于试验载荷方向的方向上可具有外凸部。例如，该试验件可以呈工字型结构，但不以此为限。如图1至图3所示，该夹具1可包括承托板2、顶抵部3以及限位部4。其中：
承托板2可具有承托面。顶抵部3可设于所述承托面。限位部4可设于所述承托面，且位于顶抵部3的一侧。顶抵部3和所述限位部4之间可形成限定一夹持段的空间。限位部4可包括两个限位体41，该两个限位体41之间形成可供标距段置入的通道。
本公开实施方式的夹具1在使用过程中，将试验件8的夹持段限定于顶抵部3和限位部4之间的空间，同时，将试验件8的标距段置入两个限位体41之间的通道，从而将试验件8装配于夹具1。相比现有技术，无需采用螺栓固定，简化了装配步骤，提高了装配效率。
下面分别对本公开实施方式的夹具1的各部件进行详细说明：
如图1至图3所示，承托板2为夹具1的支撑基体。具体而言，该承托板2具有相反的第一表面和第二表面。其中，该第一表面可以为承托面。此外，该承托板2的材料可以为铸钢，以便具有较高的强度。当然，该承托板2的材料还可以是铸铁等其它强度较高的材料。在本公开其它实施方式中，上述的支撑基体还可以为其它结构，在此不作详细描述。
如图1至图3所示，顶抵部3的形状可以为方块，其一个表面与承托板2的承托面配合，以将顶抵部3设于承托面；其余表面中的一个垂直于试验件8的试验载荷方向，并能与试验件8接触。当然，该顶抵部3还可以为其它形状，在此不再一一列举。此外，该顶抵部3与承托板2可以为分体式结构。例如，顶抵部3可卡接或粘结于承托面，但不以此为限，还可以通过焊接或其它方式设于承托面。在公开其它实施方式中，顶抵部3与承托板2还可以为一体式结构。
如图1至图3所示，限位部4可设于承托板2的承托面，并位于所述顶抵部3的一侧，从而在顶抵部3和限位部4之间形成了可以收容夹持段的空间。其中，该限位部4与顶抵部3可沿试验载荷方向分布。限位部4可焊接于承托面，当然，还可以卡接或粘结于承托面，但不以此为限，也可以一体成型，在此不对一体成型的方式作特殊限定。限位部4可包括两个限位体41，且两个限位体41之间形成了可供试验件8的标距段置入的通道。其中，该两个限位体41可在垂直于试验载荷方向的方向上间隔设置。两个限位体41的形状可以相同。例如，两个限位体41的形状均为方块。当然，两个限位体41还可以均为其它形状，在此不再一一陈述。在本公开其它实施方式中，两个限位体41的形状还可以不同，在此不再详述。上述的两个限位体41朝向顶抵部3的表面均设有凹槽5。试验件8的夹持段可卡合于该凹槽5内，从而提高了试验件8在蠕变试验过程中的稳定性。
举例而言，如图1至图3所示，对于具有工字型结构的试验件8，顶抵部3可以为方块，且顶抵部3的一个表面与承托面配合，顶抵部3的其余表面中的一个表面垂直于试验件8的试验载荷方向。限位部4与顶抵部3沿试验件8的试验载荷方向间隔设置。限位部4包括两个在垂直于试验件8的试验载荷方向的方向上间隔设置的限位体41，且两个限位体41均为尺寸相同的方块。两个限位体41均有一个表面与承托面配合。同时，一个限位体41朝向顶抵部3的表面与另一个限位体41朝向顶抵部3的表面位于同一平面。此时，顶抵部3与两个限位体41之间形成了一个T型空间，从而可以收容具有工字型结构的试验件8的一端。此外，两个限位体41朝向顶抵部3的表面均设有凹槽5。两个凹槽5均平行于承托面，且在垂直于试验载荷方向的方向上对齐设置，从而使具有工字型结构的试验件8的夹持段能够卡合于两个凹槽5。
本示例实施方式还提供一种基于光纤传感技术的蠕变试验装置。如图4所示，该蠕变试验装置包括两个上述任一实施方式所述的夹具1、驱动机构以及光纤传感器。其中：
两个夹具1沿试验载荷方向设置，且两个夹具1的通道正对设置。驱动机构包括两个连接部10，两个连接部10一一对应的与两个夹具1连接，并用于在试验载荷方向上向两个夹具1施加背向的载荷。该光纤传感器用于检测试验件在试验载荷方向上的形变。
本公开实施方式的蠕变试验装置的两个夹具1的通道正对设置，从而使试验件能够安装于两个夹具1之间。通过驱动装置在试验载荷方向上向两个夹具1施加背向的载荷，从而能够对试验件进行蠕变试验。该过程中，试验件的装配步骤少，使蠕变试验的操作更加方便。
下面分别对本公开实施方式的蠕变试验装置的各部件进行详细说明：
如图4所示，驱动机构能够通过向两个夹具1施加载荷。具体而言，该驱动机构包括一个固定横梁和一个移动台，该横梁平行于移动台的台面，且两个夹具1位于固定横梁和移动台之间。其中，两个夹具1中的一个夹具1与固定横梁连接，另一个夹具1与移动台连接。在移动台朝着远离横梁的方向运动时，从而向两个夹具1施加背向的载荷。在本公开其它实施方式中，该驱动机构可以包括气缸或电机，但不以此为限，还可以包括减速机、滚珠丝杠副等。
如图4、图7、图8、图9以及图10所示，上述的驱动机构可以包括两个连接部10，两个连接部10一一对应地与两个夹具1连接。其中，该两个连接部10可以均为连杆。该连杆的材料可以为高温合金材料，例如铁基高温合金、镍基高温合金、钴基高温合金等。此外，连接部10与夹具1可拆卸连接。例如，连接部10设有插槽11，夹具1的承托板2具有插接部9，该插接部9配合插入插槽11并通过销钉12连接。再例如，连接部10与夹具1通过螺纹连接。在本公开其它实施方式中，连接部10与夹具1还可以通过其它方式可拆卸连接，在此不作特殊限定。
如图5和图6所示，本公开实施方式的光纤传感器可以为光纤法珀传感器6。当然，本公开实施方式还可以包括放大器、记录器等，以配合光纤法珀传感器6工作。上述的光纤法珀传感器6可设于上述驱动机构的移动台，但不以此为限，还可设于与移动台连接的夹具1，当然，也可以设于试验件8。举例而言，光纤法珀传感器6设于试验件8。其中，试验件8上通过高温胶粘结有支架7，该光纤法珀传感器6支撑于该支架7。更具体的，该支架7数量为两个，且沿试验载荷方向分布。该光纤法珀传感器6包括两段光纤，该两段光纤一一对应地支撑于两个支架7。此外，光纤法珀传感器6的两段光纤沿着试验载荷方向同轴设置，且两段光纤相对的两端均穿入一段两端开放的玻璃管。
如图4所示，本公开的蠕变试验装置还可以包括加热炉13，用于加热试验件8。该加热炉13的加热方式为电加热。具体而言，该加热炉13内壁设有电阻丝。在本公开其它实施方式中，该加热炉13的加热方式还可以蒸汽加热等，在此不再详述。此外，该加热炉13具有沿试验载荷方向贯通的空腔。蠕变试验装置的两个夹具1可活动地设于该空腔中。该加热炉13还可分为三段，且每段加热炉13能够独立控制。其中每段加热炉13配置有热电偶，用于检测加热炉13的温度。
本公开实施方式的蠕变试验装置还可以包括控制装置。该控制装置分别与驱动机构和加热炉连接，并用于控制驱动机构的载荷和加热炉的温度。具体而言，该控制装置包括计算机和温控箱。其中，计算机与驱动机构通过线缆连接，控制驱动机构的载荷。温控箱分别与加热炉和热电偶通过线缆连接，可以根据热电偶检测的温度来调节加热炉的加热速率，以控制加热炉的温度。
本领域技术人员在考虑说明书及实践后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
Claims (10)
1.一种基于光纤传感技术的蠕变试验装置的夹具，用于夹持一试验件，所述试验件具有标距段，所述标距段的两端设有夹持段，所述夹持段在垂直于试验载荷方向的方向上具有外凸部，其特征在于，所述夹具包括：
承托板，具有承托面；
顶抵部，设于所述承托面；
限位部，设于所述承托面，且位于所述顶抵部的一侧，所述顶抵部和所述限位部之间形成限定一所述夹持段的空间；所述限位部包括两个限位体，两个所述限位体之间形成可供所述标距段置入的通道。
2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，两个所述限位体的朝向所述顶抵部的表面均设有凹槽，所述夹持段可卡合于所述凹槽内。
3.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述承托板、所述顶抵部以及所述限位部为一体式结构。
4.一种基于光纤传感技术的蠕变试验装置，其特征在于，包括：
两个权利要求1-3任一项所述的夹具，沿试验载荷方向设置，且两个所述夹具的所述通道正对设置；
驱动机构，包括两个连接部，两个所述连接部一一对应的与两个所述夹具连接，并用于在试验载荷方向上向两个所述夹具施加背向的载荷；
光纤传感器，用于检测所述试验件在试验载荷方向上的形变。
5.根据权利要求4所述的蠕变试验装置，其特征在于，所述光纤传感器为光纤法珀传感器。
6.根据权利要求5所述的蠕变试验装置，其特征在于，所述光纤法珀传感器设于所述试验件。
7.根据权利要求6所述的蠕变试验装置，其特征在于，所述蠕变试验装置还包括粘结于所述试验件并沿试验载荷方向分布的两个支架，所述光纤法珀传感器包括两段光纤，两段所述光纤一一对应地支撑于两个所述支架。
8.根据权利要求4所述的蠕变试验装置，其特征在于，两个所述连接部均设有插槽，两个所述夹具的承托板均具有插接部，所述插接部配合插入对应的所述插槽并通过销钉连接。
9.根据权利要求4所述的蠕变试验装置，其特征在于，所述蠕变试验装置还包括：
加热炉，具有沿试验载荷方向贯通的空腔，两个所述夹具可活动地设于所述空腔内。
10.根据权利要求9所述的蠕变试验装置，其特征在于，所述蠕变试验装置还包括：
控制装置，所述控制装置分别与所述驱动机构和所述加热炉连接，用于控制驱动机构的载荷和加热炉的温度。
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2018
- 2018-11-29 CN CN201811440468.7A patent/CN109297808A/zh active Pending
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