CN109797970A - 一种形状记忆合金丝的拉伸装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种形状记忆合金丝的拉伸装置及其使用方法，该装置包括上框架、下框架和锚固装置，上框架和下框架结构相同且上下对称设置，上框架包括结构相同且左右对称设置第一框架部件和第二框架部件，第一框架部件包括横向钢框架、纵向钢框架和L型钢板，第一框架部件和第二框架部件通过拉伸螺杆穿过第一框架部件和第二框架部件上的螺纹孔进行连接。该方法通过将螺母分别向左右两边对拧，使第一框架部件和第二框架部件之间的距离变大，从而使形状记忆合金丝得以拉伸。本发明拉伸装置具有构造简单，操作简便，施加应力可控，精确控制拉伸应变及形状记忆合金丝回缩小等优点，具有很高的推广价值。

Description

一种形状记忆合金丝的拉伸装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及钢丝加工技术领域，具体涉及一种形状记忆合金丝的拉伸装置及其使用方法。

背景技术

形状记忆合金是一种性能优异的材料，在土木工程领域中得到一定的应用。形状记忆合金的宏观力学特性包括形状记忆效应和超弹性。形状记忆合金中存在金属相变，并且相变可以引起材料宏观形状的变化，在马氏体状态下发生形变后，加热到高温能恢复到初始形状，通常称之为形状记忆效应；形状记忆合金在奥氏体状态下加载使其产生一定程度的塑性变形后卸载，形状可以完全恢复，应力和应变不再是线性对应的关系，称为超弹性现象。由于形状记忆合金这些特殊的性能，可以通过约束形状记忆合金的变形产生回复力。

目前对形状记忆合金力学性能的测试是一个重要的方面，测试方法复杂，且没有统一的方法以及标准。形状记忆合金丝的相关实验中，如何张拉并约束丝材成为关键。用于测试SMA丝的形状记忆效应的常用方法是将材料放在材料拉伸试验机上进行拉伸预应变，加热产生记忆回复，完成一次热-机械循环。采用单根形状记忆合金丝进行拉伸，不仅费时费力，且不容易保持恒定的拉伸应变，这种方法周期长、成本高、效率低。

在公开号为CN104515707A的专利文件中，公开了一种拉伸试件通电后温度的测量方法及拉伸试验装置。试验时，将热电偶夹持在两个试件中间，使用绝缘夹头将试件夹持，通过热电偶测温仪对试件的温度进行实时测量。试件达到预定的稳定温度后，对进行试件单向拉伸试验。该项专利主要是对形状记忆合金棒进行通电升温，在达到预定温度后，对试件进行拉伸，没有提及形状记忆合金丝材的张拉，且试验装置较为复杂。

在公开号为CN103543073A的专利文件中，公开了一种形状记忆合金丝材的力学性能测试与热-力学性能训练装置。该装置通过编写的用户化图形界面程序实现控制，根据拉力传感器和温度采集卡实时采集的数据进行反馈，实现对形状记忆合金丝材的力学性能测试与热-力学性能训练的自动化运行。该发明主要是开发了应用控制程序对形状记忆合金丝材进行力学性能测试与热-力学性能训练，但是操作复杂，需额外编写程序，成本较高。

综上所述，提供一种方便可行的形状记忆合金丝材张拉装置是必要的，对于形状记忆合金丝材的进一步推广应用具有重要意义。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种形状记忆合金丝的拉伸装置及其使用方法，将形状记忆合金丝制成一定长度的短节段，通过拉伸装置进行拉伸。本发明方法不仅能够保证形状记忆合金丝的拉伸应变，且经济性和合理性均得到保障。本发明拉伸装置具有构造简单，操作简便，施加应力可控，精确控制拉伸应变及形状记忆合金丝回缩小等优点，具有很高的推广价值。

技术方案：本发明一种形状记忆合金丝的拉伸装置，包括上框架、下框架和锚固装置，所述上框架和下框架结构相同且上下对称设置，上框架包括结构相同且左右对称设置第一框架部件和第二框架部件，所述第一框架部件包括横向钢框架、纵向钢框架和L型钢板，所述纵向钢框架与横向钢框架左端垂直设置且纵向钢框架与横向钢框架左端通过螺栓连接，所述L型钢板的第一直角边与横向钢框架上端通过螺栓连接，L型钢板的第二直角边与横向钢框架上端垂直设置且L型钢板的第二直角边与纵向钢框架平行，所述L型钢板的第二直角边上设有螺纹孔，所述第一框架部件和第二框架部件通过拉伸螺杆穿过第一框架部件和第二框架部件上的螺纹孔进行连接；

所述锚固装置包括锚固端连接件、第一钢压板和第二钢压板，所述上框架与下框架两侧端部通过锚固端连接件连接形成一个整体框架结构且上框架与下框架两侧端部形成第一空间，所述锚固端连接件上设有一排锚孔，所述锚孔与第一空间相通；所述第一钢压板位于整体框架结构的内部左右两侧，第一钢压板通过螺栓与整体框架结构的内部左右两侧的纵向钢框架连接，所述第二钢压板位于第一钢压板的前端，第二钢压板与第一钢压板之间通过螺栓连接且第二钢压板与第一钢压板之间形成第二空间，所述第二空间与锚孔位于同一水平面。

进一步的，所述拉伸螺杆上且位于第一框架部件和第二框架部件中L型钢板的第二直角边左右两侧均设有螺母,将螺母分别向左右两边对拧，可使第一框架部件和第二框架部件之间的距离变大，从而使形状记忆合金丝得以拉伸。

进一步的，所述锚孔为圆锥孔，锚孔内设有与锚孔相适配的锚塞，锚塞的中心处设有用于形状记忆合金丝穿过的中心孔。形状记忆合金丝穿过中心孔并且将锚塞塞入锚孔内，这样当形状记忆合金丝拉伸的时候，形状记忆合金丝两端处于固定不动的状态。

进一步的，所述锚塞的四周设有若干个环形凹槽，所述锚孔内设有与环形凹槽相适配的环形凸起。环形凹槽与环形凸起在锚塞和锚孔的接触面上一凸一凹形成卡合结构，当拉伸完成后，拧开连接第一钢压板与第二钢压板之间的螺栓，形状记忆合金丝会有少许的回缩，但是大多数是残余应变，而一凸一凹的卡合结构即可承担形状记忆合金丝张拉后回缩变形产生的应力。

本发明还提供了一种形状记忆合金丝的拉伸装置的使用方法，包括如下步骤：

(1)将第一框架部件和第二框架部件通过左右对称的方式进行安装，并且第一框架部件和第二框架部件之间通过拉伸螺杆进行连接形成上框架，上框架与下框架上下对称设置且上框架与下框架之间通过锚固端连接件连接形成一个整体框架结构，同时上框架与下框架两侧端部形成第一空间；

(2)整体框架结构的内部左右两侧的纵向钢框架与第一钢压板通过螺栓连接，第二钢压板与第一钢压板之间通过螺栓连接且第二钢压板与第一钢压板之间形成第二空间；

(3)然后形状记忆合金丝裁剪成合适的长度，形状记忆合金丝从整体框架结构左侧锚塞的中心孔穿入，经过第一空间和第二空间，从右侧锚塞的中心孔穿出，再将左右两侧锚塞安装在对应的锚孔内，锚固形状记忆合金丝；

(4)最后将连接第一钢压板与第二钢压板之间的螺栓拧紧，压紧形状记忆合金丝，使形状记忆合金丝不会滑移；通过将第一框架部件中L型钢板的第二直角边左右两侧的螺母和第二框架部件中L型钢板的第二直角边左右两侧的螺母分别向左右两边对拧，使第一框架部件和第二框架部件之间的距离变大，使形状记忆合金丝得以拉伸。

有益效果：本发明将形状记忆合金丝制成一定长度的短节段，通过拉伸装置进行拉伸，拉伸装置不仅可对多根形状记忆合金丝束同时张拉，而且能够保证形状记忆合金丝的拉伸应变，避免形状记忆合金丝回缩；本发明拉伸装置具构造简单，操作简便，施加应力可控，精确控制拉伸应变及形状记忆合金丝回缩小等优点，具有很高的推广价值；该装置还可用于预应力钢丝、钢绞线等其他钢丝的张拉；同时本发明能够保证形状记忆合金丝的拉伸应变，经济性和合理性均得到保障。

附图说明

图1为本发明装置的主视图；

图2为上框架的结构示意图；

图3为L型钢板与拉伸螺杆连接结构示意图；

图4为L型钢板与横向钢框架连接结构示意图；

图5为本发明装置的轴视图；

图6为锚孔与锚塞连接结构示意图；

图7为图5中A处放大图；

图8为本发明装置的使用状态图；

图9为本发明装置的使用状态主视图。

具体实施例

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：

如图1所示，本发明一种形状记忆合金丝的拉伸装置，包括上框架1、下框架2和锚固装置3，其中上框架1和下框架2结构相同且上下对称，锚固装置3位于上框架1和下框架2左右两侧。

如图2至图4所示，上框架1包括第一框架部件11和第二框架部件12，第一框架部件11和第二框架部件12结构相同且左右对称，第一框架部件11包括横向钢框架111、纵向钢框架112和L型钢板113，纵向钢框架112与横向钢框架111左端垂直并且两者之间通过螺栓连接，L型钢板113的第一直角边1131与横向钢框架111上端通过螺栓连接，L型钢板113的第二直角边1132与横向钢框架上端111垂直且L型钢板113的第二直角边1132与纵向钢框架112平行，同时L型钢板113的第二直角边1132上设有螺纹孔1133；第二框架部件12包括横向钢框架121、纵向钢框架122和L型钢板123，由于第二框架部件12与第一框架部件11结构相同，两者左右对称设置，第二框架部件12结构不再进行重复描述；

第一框架部件11和第二框架部件12通过拉伸螺杆13连接，拉伸螺杆13穿过第一框架部件11中L型钢板113第二直角边1132上的螺纹孔1133和第二框架部件12中L型钢板123第二直角边1232上的螺纹孔1233形成上框架1结构，拉伸螺杆13上L型钢板113第二直角边1132上的螺纹孔1133左右两侧设有螺母1134，L型钢板123第二直角边1232上的螺纹孔1233左右两侧设有螺母1234，螺母1134和螺母1234可以起到固定第一框架部件11和第二框架部件12的作用，将螺母1134和螺母1234分别向左右两边对拧，可使第一框架部件11和第二框架部件12之间的距离变大，从而使形状记忆合金丝4得以拉伸。

如图5至图7所示，上框架1和下框架2上下对称，同时上框架1和下框架2左右两侧端部不接触留有空隙，锚固装置3位于上框架1和下框架2左右两侧，锚固装置3包括锚固端连接件31、第一钢压板32和第二钢压板33，上框架1与下框架2两侧端部通过锚固端连接件31连接形成一个整体框架结构且上框架1与下框架2两侧端部形成第一空间14；

锚固端连接件31上设有一排锚孔311，锚孔311为圆锥孔且与第一空间14相通，锚孔311内设有与锚孔311相适配的锚塞312，锚塞312的中心处设有用于形状记忆合金丝4穿过的中心孔313，形状记忆合金丝4与中心孔313为过盈配合，形状记忆合金丝4穿过中心孔313之后将锚塞312塞入锚孔311内，这样当形状记忆合金丝4拉伸的时候，形状记忆合金丝4两端处于固定不动的状态；

第一钢压板32位于整体框架结构的内部左右两侧，第一钢压板32通过螺栓与整体框架结构的内部左右两侧的纵向钢框架连接，而第二钢压板33位于第一钢压板32的前端，第二钢压板33与第一钢压板32之间通过螺栓连接且第二钢压板33与第一钢压板32之间形成第二空间15，第二空间15与锚孔311位于同一水平面，形状记忆合金丝4经过第二空间15并且通过拧紧第一钢压板32与第二钢压板33之间的螺栓，使形状记忆合金丝4不会滑移。

锚塞312的四周设有若干个环形凹槽3121，而锚孔311内设有与环形凹槽3121相适配的环形凸起3111，环形凸起3111与环形凹槽3121在锚塞312和锚孔311的接触面上一凸一凹形成卡合结构，当拉伸完成后，拧开连接第一钢压板32与第二钢压板33之间的螺栓，形状记忆合金丝4会有少许的回缩，但是大多数是残余应变，而一凸一凹的卡合结构即可承担形状记忆合金丝4张拉后回缩变形产生的应力。

如图8和图9所示，本发明一种形状记忆合金丝的拉伸装置的使用方法，包括如下步骤：

(1)将第一框架部件11和第二框架部件12通过左右对称的方式进行安装，并且第一框架部件11和第二框架部件12之间通过拉伸螺杆13进行连接形成上框架1，上框架1与下框架2上下对称设置且上框架1与下框架2之间通过锚固端连接件31连接形成一个整体框架结构，同时上框架1与下框架2两侧端部形成第一空间14；

(2)整体框架结构的内部左右两侧的纵向钢框架与第一钢压板32通过螺栓连接，第二钢压板33与第一钢压板32之间通过螺栓连接且第二钢压板33与第一钢压板32之间形成第二空间15；

(3)然后形状记忆合金丝4裁剪成合适的长度，形状记忆合金丝4从整体框架结构左侧锚塞312的中心孔313穿入，经过第一空间14和第二空间15，从右侧锚塞312的中心孔313穿出，再将左右两侧锚塞312安装在对应的锚孔311内，锚固形状记忆合金丝4；

(4)最后将连接第一钢压板32与第二钢压板33之间的螺栓拧紧，压紧形状记忆合金丝4，使形状记忆合金丝4不会滑移；通过将第一框架部件11中L型钢板113的第二直角边1132左右两侧的螺母1134和第二框架部件12中L型钢板123的第二直角边1232左右两侧的螺母1234分别向左右两边对拧，使第一框架部件11和第二框架部件12之间的距离变大，将力施加到形状记忆合金丝4上，使形状记忆合金丝4得以拉伸。

Claims (5)

1.一种形状记忆合金丝的拉伸装置，包括上框架、下框架和锚固装置，其特征在于：所述上框架和下框架结构相同且上下对称设置，上框架包括结构相同且左右对称设置第一框架部件和第二框架部件，所述第一框架部件包括横向钢框架、纵向钢框架和L型钢板，所述纵向钢框架与横向钢框架左端垂直设置且纵向钢框架与横向钢框架左端通过螺栓连接，所述L型钢板的第一直角边与横向钢框架上端通过螺栓连接，L型钢板的第二直角边与横向钢框架上端垂直设置且L型钢板的第二直角边与纵向钢框架平行，所述L型钢板的第二直角边上设有螺纹孔，所述第一框架部件和第二框架部件通过拉伸螺杆穿过第一框架部件和第二框架部件上的螺纹孔进行连接；

所述锚固装置包括锚固端连接件、第一钢压板和第二钢压板，所述上框架与下框架两侧端部通过锚固端连接件连接形成一个整体框架结构且上框架与下框架两侧端部形成第一空间，所述锚固端连接件上设有一排锚孔，所述锚孔与第一空间相通；所述第一钢压板位于整体框架结构的内部左右两侧，第一钢压板通过螺栓与整体框架结构的内部左右两侧的纵向钢框架连接，所述第二钢压板位于第一钢压板的前端，第二钢压板与第一钢压板之间通过螺栓连接且第二钢压板与第一钢压板之间形成第二空间，所述第二空间与锚孔位于同一水平面。

2.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金丝的拉伸装置，其特征在于：所述拉伸螺杆上且位于第一框架部件和第二框架部件中L型钢板的第二直角边左右两侧均设有螺母。

3.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金丝的拉伸装置，其特征在于：所述锚孔为圆锥孔，锚孔内设有与锚孔相适配的锚塞，锚塞的中心处设有用于形状记忆合金丝穿过的中心孔。

4.根据权利要求3所述的一种形状记忆合金丝的拉伸装置，其特征在于：所述锚塞的四周设有若干个环形凹槽，所述锚孔内设有与环形凹槽相适配的环形凸起。

5.一种形状记忆合金丝的拉伸装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将第一框架部件和第二框架部件通过左右对称的方式进行安装，并且第一框架部件和第二框架部件之间通过拉伸螺杆进行连接形成上框架，上框架与下框架上下对称设置且上框架与下框架之间通过锚固端连接件连接形成一个整体框架结构，同时上框架与下框架两侧端部形成第一空间；

(2)整体框架结构的内部左右两侧的纵向钢框架与第一钢压板通过螺栓连接，第二钢压板与第一钢压板之间通过螺栓连接且第二钢压板与第一钢压板之间形成第二空间；

(3)然后形状记忆合金丝裁剪成合适的长度，形状记忆合金丝从整体框架结构左侧锚塞的中心孔穿入，经过第一空间和第二空间，从右侧锚塞的中心孔穿出，再将左右两侧锚塞安装在对应的锚孔内，锚固形状记忆合金丝；

(4)最后将连接第一钢压板与第二钢压板之间的螺栓拧紧，压紧形状记忆合金丝，使形状记忆合金丝不会滑移；通过将第一框架部件中L型钢板的第二直角边左右两侧的螺母和第二框架部件中L型钢板的第二直角边左右两侧的螺母分别向左右两边对拧，使第一框架部件和第二框架部件之间的距离变大，使形状记忆合金丝得以拉伸。