CN114062119B - 一种高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及材料力学性能测试技术领域，具体涉及一种高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置，该装置包括第一固定块、第二固定块、第一限位垫片和第二限位垫片；第一固定块的内侧面上开设有第一凹槽，第一凹槽的槽底设置有第一弹性垫片，第一限位垫片可拆卸地安装在第一弹性垫片上，第二固定块与第一固定块相对的内侧面上开设有第二凹槽，第二凹槽的槽底设置有第二弹性垫片，第二限位垫片可拆卸地安装在第二弹性垫片上，第二限位垫片上开设有上下贯通的限位凹槽，第一限位垫片上开设有与限位凹槽相对应的上下贯通的凸起。运用该装置，可适用于不同厚度试样的防屈曲夹持，而不会对试样造成损伤，具有操作简便、效率高、成本低的优点。

Description

一种高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置及方法
技术领域
本发明涉及材料力学性能测试技术领域，具体涉及一种高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置及方法。
背景技术
疲劳与断裂是引起工程结构和构件失效的最主要的原因。通过疲劳试验可以得到材料的S-N曲线、疲劳极限等参数，而这些参数可用于结构CAE耐久性分析。
现有技术中，在疲劳试验开始前，通常需通过夹面将试样夹紧，而薄板试样(厚度小于2mm)在加持过程中，由于夹面的挤压，会导致试样发生屈曲，从而导致试样被破坏而影响到后续试验。为了防止试样发生屈曲，现有的疲劳试验机生产厂家，例如RUMUL、Sincotec等推出了平推夹具，夹面为平推式夹紧，从根本上避免了试样承受轴向方向的挤压，从而避免了试样在夹持过程中发生屈曲。但现有的疲劳试验机多数配备的是楔形夹面，若直接更换新的夹具无疑会增加生产成本，而若不更换新夹具，试样在夹紧过程中又不可避免地会承受轴向的挤压。
因此，亟需一种高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置，在降低生产成本的同时，保护试样在加持过程中不会发生变形，避免对后续试验造成影响。
发明内容
本发明为了解决薄板试样在疲劳试验时，受疲劳试验机楔形夹面轴向挤压导致屈曲，而更换新夹具成本高的问题，提供了一种高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置。
本发明为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置，该装置包括：第一固定块、第二固定块、第一限位垫片和第二限位垫片；
所述第一固定块的内侧面上开设有第一凹槽，所述第一凹槽的槽底设置有第一弹性垫片，所述第一限位垫片可拆卸地安装在所述第一弹性垫片上；
所述第二固定块与所述第一固定块相对的内侧面上开设有第二凹槽，所述第二凹槽的槽底设置有第二弹性垫片，所述第二限位垫片可拆卸地安装在所述第二弹性垫片上；
其中，所述第二限位垫片上开设有上下贯通的限位凹槽，所述第一限位垫片上开设有与所述限位凹槽相对应的上下贯通的凸起，以用于将试样固定在所述限位凹槽的内部。
优选地，所述第一凹槽与所述第二凹槽均上下贯通。
优选地，所述第一固定块内侧面的一端上设置有圆柱形滑杆，另一端上开设有用于锁紧螺栓拧入的第一螺纹孔。
优选地，所述第二固定块内侧面的一端上设置有用于与所述圆柱形滑杆转动连接的半圆柱形滑槽，另一端上开设有用于所述锁紧螺栓拧入的第二螺纹孔。
优选地，所述第一弹性垫片和所述第二弹性垫片通过粘贴的方式分别覆盖在所述第一凹槽和所述第二凹槽的槽底，以用于不同厚度所述试样的夹持。
优选地，所述第一弹性垫片的大小与所述第二弹性垫片的大小相同。
优选地，所述第一限位垫片凸起面的两端上设置有用于与所述第一凹槽卡接的第一凸棱，所述第二限位垫片限位凹槽面的两端上设置有用于与所述第二凹槽卡接的第二凸棱。
优选地，所述限位凹槽的深度与所述凸起的高度相等，且均大于常用的所述试样的厚度。
优选地，所述第一固定块和所述第二固定块均由金属材料制成，所述第一弹性垫片和所述第二弹性垫片均由橡胶材料制成，所述第一限位垫片和所述第二限位垫片均由PVC或PP材料制成。
本发明第二方面提供一种高频疲劳试验薄板试样防屈曲方法，该方法采用上述高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置实施，该方法包括：
将所述第一弹性垫片和所述第二弹性垫片分别设置在所述第一凹槽和所述第二凹槽的槽底；
将所述第一限位垫片和所述第二限位垫片分别安装在所述第一弹性垫片和所述第二弹性垫片上；
将所述试样放置在所述限位凹槽内，并让所述第一固定块以所述凸起对准所述限位凹槽的方式安装在所述第二固定块上，以用于将所述试样固定在所述限位凹槽内；
将带有所述高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的所述试样放置在疲劳试验机楔形夹面中间，完成对所述试样的防屈曲夹持。
根据上述技术方案，运用所述高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置，在实际应用过程中，将薄板试样置于第二限位垫片上的限位凹槽内，再将第一限位垫片以与限位凹槽相对应的凸起对准限位凹槽的方式安装，从而在将第一固定块安装在第二固定块上的同时，将试样稳定的固定在限位凹槽内，具有操作简便、效率高、成本低的优点。
同时，第一弹性垫片和第二弹性垫片均采用橡胶材质，通过第一弹性垫片和第二弹性垫片的调节，可使防屈曲装置适用于不同厚度的薄板试样的夹持，适用范围广。
第一限位垫片和第二限位垫片可拆卸，在实际应用时，通过设计多个含不同形状尺寸限位凹槽的第二限位垫片以及多个含不同形状尺寸凸起的第一限位垫片，可满足不同形状尺寸试样的夹持；其中，第一限位垫片和第二限位垫片均采用非金属材质PVC或PP，以保证在固定试样时，不会对试样造成损伤。
第一固定块和第二固定块均采用金属材质，由于不直接接触试样，在保证防屈曲装置整体结构刚度的同时，又从根本上避免了薄板试样发生屈曲。
附图说明
图1是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的整体结构示意图；
图2是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的爆炸结构示意图；
图3是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的第一固定块的结构示意图；
图4是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的第一固定块的俯视图；
图5是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的第二固定块的结构示意图；
图6是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的第二固定块的俯视图；
图7是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的第一弹性垫片的结构示意图；
图8是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的第二弹性垫片的结构示意图；
图9是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的第一限位垫片的结构示意图；
图10是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的第一限位垫片的主视图；
图11是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的第二限位垫片的结构示意图；
图12是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的第二限位垫片的俯视图；
图13是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置所固定试样的结构示意图；
图14是疲劳试验机楔形夹面的结构示意图；
图15是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置实际使用时的结构示意图；
图16是高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置拆下时的结构示意图；
图17是高频疲劳试验薄板试样防屈曲方法的流程示意图。
附图标记说明
高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置10；
第一固定块1；第一凹槽11；圆柱形滑杆12；第一螺纹孔13；
第二固定块2；第二凹槽21；半圆柱形滑槽22；第二螺纹孔23；
第一弹性垫片3；第二弹性垫片4；
第一限位垫片5；第一凸棱51；凸起52；
第二限位垫片6；第二凸棱61；限位凹槽62；
锁紧螺栓7；试样8；疲劳试验机楔形夹面9。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指如图1所示的高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置的上、下、左、右方向。
本发明第一方面提供了一种高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置，如图1-16所示，该高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置包括所述高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置包括第一固定块1、第二固定块2、第一限位垫片5和第二限位垫片6；
所述第一固定块1的内侧面上开设有第一凹槽11，所述第一凹槽11的槽底设置有第一弹性垫片3，所述第一限位垫片5可拆卸地安装在所述第一弹性垫片3上；
所述第二固定块2与所述第一固定块1相对的内侧面上开设有第二凹槽21，所述第二凹槽21的槽底设置有第二弹性垫片4，所述第二限位垫片6可拆卸地安装在所述第二弹性垫片4上；
其中，所述第二限位垫片6上开设有上下贯通的限位凹槽62，所述第一限位垫片5上开设有与所述限位凹槽62相对应的上下贯通的凸起52，以用于将试样8固定在所述限位凹槽62的内部。
根据上述技术方案，运用所述高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置，在实际应用过程中，将薄板试样置于第二限位垫片上的限位凹槽内，再将第一限位垫片以与限位凹槽相对应的凸起对准限位凹槽的方式安装，从而在将第一固定块安装在第二固定块上的同时，将试样稳定的固定在限位凹槽内，具有操作简便、效率高、成本低的优点。
根据本发明的一种优选的实施方式，所述第一凹槽11与所述第二凹槽21均上下贯通。
在本发明实施例中，所述第一凹槽11与所述第二凹槽21在形状大小上完全相同。其中，所述第一凹槽11槽底相对一侧开口的宽度小于所述第一凹槽11槽底的宽度，所述第一凹槽11槽底的上侧和下侧贯通；同样地，所述第二凹槽21槽底相对一侧开口的宽度小于所述第二凹槽21槽底的宽度，所述第二凹槽21槽底的上侧和下侧贯通。
根据本发明的一种优选的实施方式，所述第一固定块1内侧面的一端上设置有圆柱形滑杆12，另一端上开设有用于锁紧螺栓7拧入的第一螺纹孔13。
进一步地，所述第二固定块2内侧面的一端上设置有用于与所述圆柱形滑杆12转动连接的半圆柱形滑槽22，另一端上开设有用于所述锁紧螺栓7拧入的第二螺纹孔23。
在本发明实施例中，实际使用时，所述圆柱形滑杆12从所述半圆柱形滑槽22的侧面滑入，以使所述第一固定块1的一端与所述第二固定块2的一端转动连接。当所述圆柱形滑杆12完全滑入所述半圆柱形滑槽22内时，转动所述第一固定块1，使所述第一螺纹孔13与所述第二螺纹孔23对准，将所述锁紧螺栓7拧入所述第一螺纹孔13和所述第二螺纹孔23中，从而将所述第一固定块1与所述第二固定块2固定在一起。其中，所述圆柱柱滑杆12完全滑入所述半圆柱形滑槽22内时，所述第一固定块1可绕所述固定块2小幅度转动，以方便所述第一固定块1与所述第二固定块2的安装与拆卸。
根据本发明的一种优选的实施方式，所述第一弹性垫片3和所述第二弹性垫片4通过粘贴的方式分别覆盖在所述第一凹槽11和所述第二凹槽21的槽底，以用于不同厚度所述试样8的夹持。
进一步地，所述第一弹性垫片3的大小与所述第二弹性垫片4的大小相同。
根据本发明的一种优选的实施方式，所述第一限位垫片5凸起面的两端上设置有用于与所述第一凹槽11卡接的第一凸棱51，所述第二限位垫片6限位凹槽面的两端上设置有用于与所述第二凹槽21卡接的第二凸棱61。
进一步地，所述限位凹槽62的深度与所述凸起52的高度相等，且均大于常用的所述试样8的厚度。
在本发明实施例中，在实际使用时，如图1所示，所述第一限位垫片5以所述第一凸棱51对准所述第一固定块1凹槽卡接部的方式，从所述第一凹槽11上端开口滑入所述第一凹槽11内，从而将所述第一限位垫片5安装在所述第一弹性垫片3上。同样地，所述第二限位垫片6以第二凸棱61对准所述第二固定块2凹槽卡接部的方式，从所述第二凹槽21上端开口滑入所述第二凹槽21内，从而将所述第二限位垫片6安装在所述第二弹性垫片4上。其中，所述限位凹槽62的深度与所述凸起52的高度相等，且均大于常用的所述试样8的厚度，以用于提高适用范围。优选地，所述第一限位垫片5和所述第二限位垫片6均有多个，以适用于不同形状尺寸的试样。具体地，根据不同形状尺寸的试样，多个所述第一限位垫片5上的凸起的形状尺寸各不相同。同样地，根据不同形状尺寸的试样，多个所述第二限位垫片6上的凹槽的形状尺寸也各不相同。
根据本发明的一种优选的实施方式，所述第一固定块1和所述第二固定块2均由金属材料制成，所述第一弹性垫片3和所述第二弹性垫片4均由橡胶材料制成，所述第一限位垫片5和所述第二限位垫片6均由PVC或PP材料制成。
在本发明实施例中，优选地，所述第一固定块1和所述第二固定块2均由磨具钢制成，以保证防屈曲装置整体的结构刚度。
本发明第二方面还提供了一种高频疲劳试验薄板试样防屈曲方法，该方法采用上述高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置实施，如图17所示，该方法包括以下步骤：
S1、将所述第一弹性垫片3和所述第二弹性垫片4分别设置在所述第一凹槽11和所述第二凹槽21的槽底；
S2、将所述第一限位垫片5和所述第二限位垫片6分别安装在所述第一弹性垫片3和所述第二弹性垫片4上；
S3、将所述试样8放置在所述限位凹槽62内，并让所述第一固定块1以所述凸起52对准所述限位凹槽62的方式安装在所述第二固定块2上，以用于将所述试样8固定在所述限位凹槽62内；
具体地，步骤S3包括先将所述圆柱形滑杆12从所述半圆柱形滑槽22的侧面滑入，以使所述第一固定块1的一端与所述第二固定块2的一端转动连接；接着，将所述锁紧螺栓7拧入所述第一螺纹孔13和所述第二螺纹孔23，从而将所述第一固定块1与所述第二固定块2固定在一起。
S4、将带有所述高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置10的所述试样8放置在疲劳试验机楔形夹面9中间，完成对所述试样8的防屈曲夹持。
在本发明实施例中，当需要取下所述高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置10时，拧松所述锁紧螺栓7，使所述第一固定块1以所述圆柱形滑杆12为转动部绕所述第二固定块2的所述半圆柱形滑槽22小幅度转动，即可将所述高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置10从所述试样8一侧取下。
本发明提供的高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置及方法，在实际应用过程中，将薄板试样置于第二限位垫片上的限位凹槽内，再将第一限位垫片以与限位凹槽相对应的凸起对准限位凹槽的方式安装，从而在将第一固定块安装在第二固定块上的同时，将试样稳定的固定在限位凹槽内，而不会对试样造成损伤，具有操作简便、效率高、成本低的优点。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置，其特征在于，所述高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置包括第一固定块（1）、第二固定块（2）、第一限位垫片（5）和第二限位垫片（6）；
所述第一固定块（1）的内侧面上开设有第一凹槽（11），所述第一凹槽（11）的槽底设置有第一弹性垫片（3），所述第一限位垫片（5）可拆卸地安装在所述第一弹性垫片（3）上；
所述第二固定块（2）与所述第一固定块（1）相对的内侧面上开设有第二凹槽（21），所述第二凹槽（21）的槽底设置有第二弹性垫片（4），所述第二限位垫片（6）可拆卸地安装在所述第二弹性垫片（4）上；
其中，所述第二限位垫片（6）上开设有上下贯通的限位凹槽（62），所述第一限位垫片（5）上开设有与所述限位凹槽（62）相对应的上下贯通的凸起（52），以用于将试样（8）固定在所述限位凹槽（62）的内部；
所述第一固定块（1）内侧面的一端上设置有圆柱形滑杆（12），另一端上开设有用于锁紧螺栓（7）拧入的第一螺纹孔（13）；
所述第二固定块（2）内侧面的一端上设置有用于与所述圆柱形滑杆（12）转动连接的半圆柱形滑槽（22），另一端上开设有用于所述锁紧螺栓（7）拧入的第二螺纹孔（23）。
2.根据权利要求1所述的高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置，其特征在于，所述第一凹槽（11）与所述第二凹槽（21）均上下贯通。
3.根据权利要求1所述的高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置，其特征在于，所述第一弹性垫片（3）和所述第二弹性垫片（4）通过粘贴的方式分别覆盖在所述第一凹槽（11）和所述第二凹槽（21）的槽底，以用于不同厚度所述试样（8）的夹持。
4.根据权利要求1或3所述的高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置，其特征在于，所述第一弹性垫片（3）的大小与所述第二弹性垫片（4）的大小相同。
5.根据权利要求1所述的高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置，其特征在于，所述第一限位垫片（5）凸起面的两端上设置有用于与所述第一凹槽（11）卡接的第一凸棱（51），所述第二限位垫片（6）限位凹槽面的两端上设置有用于与所述第二凹槽（21）卡接的第二凸棱（61）。
6.根据权利要求1所述的高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置，其特征在于，所述限位凹槽（62）的深度与所述凸起（52）的高度相等，且均大于常用的所述试样（8）的厚度。
7.根据权利要求1所述的高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置，其特征在于，所述第一固定块（1）和所述第二固定块（2）均由金属材料制成，所述第一弹性垫片（3）和所述第二弹性垫片（4）均由橡胶材料制成，所述第一限位垫片（5）和所述第二限位垫片（6）均由PVC或PP材料制成。
8.一种高频疲劳试验薄板试样防屈曲方法，该方法采用上述权利要求1至7任意一项所述的高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置实施，其特征在于，该方法包括：
将所述第一弹性垫片（3）和所述第二弹性垫片（4）分别设置在所述第一凹槽（11）和所述第二凹槽（21）的槽底；
将所述第一限位垫片（5）和所述第二限位垫片（6）分别安装在所述第一弹性垫片（3）和所述第二弹性垫片（4）上；
将所述试样（8）放置在所述限位凹槽（62）内，并让所述第一固定块（1）以所述凸起（52）对准所述限位凹槽（62）的方式安装在所述第二固定块（2）上，以用于将所述试样（8）固定在所述限位凹槽（62）内；
将带有所述高频疲劳试验薄板试样防屈曲装置（10）的所述试样（8）放置在疲劳试验机楔形夹面（9）中间，完成对所述试样（8）的防屈曲夹持。
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