CN114112646A - 一种剪切-拉伸用试验夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种剪切‑拉伸用试验夹具，属于生物力学试验设备技术领域，特别是一种用于柱状牙齿试件牙周膜剪切‑拉伸应力试验的通用夹具。包括U型的夹具体1、夹持板2、导向杆3、螺杆4、连接体5、连接螺栓6、蝶形卡簧8、试件11；所述导向杆3穿过夹具体1和夹持板2，使夹持板2可以沿导向杆3作轴向移动；螺杆4穿过夹具体1的通孔并与夹持板2上的螺纹孔配合，通过旋紧螺杆4来夹紧试件11。通过连接体5与夹具体1上的一个连接面连接可以做到同一套夹具在剪切试验夹具与拉伸试验夹具之间的转换。本发明打破了原有夹具对试件形状要求固定，夹具功能通用性弱，操作不方便的限制，设计了一种剪切‑拉伸用试验夹具。

Description

一种剪切-拉伸用试验夹具
技术领域
本发明属于生物力学试验设备技术领域，涉及一种剪切-拉伸用试验夹具，特别是一种用于柱状牙齿试件牙周膜剪切-拉伸应力试验的通用夹具。
背景技术
力学实验是对生物材料力学特性进行分析的重要手段之一。在牙齿正畸领域，牙周膜在加速牙齿移动与牙槽骨的改建方面发挥着关键作用，对牙周膜生物力学特性的研究可以为口腔正畸治疗提供精确的理论指导，因此需要对牙齿试件进行静态以及动态力学试验以探究牙周膜生物力学性能，而目前对于其具体研究常见于牙周膜体外拉伸-剪切试验。
针对于M-100高频疲劳试验系统，目前并没有专门针对牙周膜试件所设计的夹具，而现有的M-100高频疲劳试验系统通用夹具只能进行单一的拉伸试验，夹具不具备通用性，而且夹具的夹装操作比较繁琐，很容易导致试件在夹装时损坏和脱落，使用效果极差。
综上所述，为解决现有夹具结构和功能上的不足，需要设计一种结构简单，试验效果好，通用性强的剪切—拉伸试验夹具。
发明内容
本发明目的是解决现有夹具的夹装操作比较繁琐，很容易导致试件在夹装时损坏和脱落，使用效果差，以及只能进行单一的剪切或者拉伸试验，而不具备通用性的问题，提供一种剪切-拉伸用试验夹具。该夹具结构简单可靠，能够承受高频动态载荷和静态载荷，试验效果好，通用性强，是一种可以同时实现剪切和拉伸试验的通用的实验用夹具。
为实现以上目的，本发明采用的具体技术方案如下。
一种剪切-拉伸试验夹具，所述夹具包括夹具体和连接体两部分，所述夹具体为U型结构，夹具体内侧通过导向杆设置有一个夹持板，夹持板上同时通过螺纹孔安装有一个螺杆，螺杆的两端分别与U型的夹具体的一侧配合连接，U型的夹具体的一个外侧面和底部封闭端的外侧面分别作为连接面，U型的夹具体的另一个外侧面作为调节面；所述连接体通过连接螺栓连接固定在其中的一个连接面上，构成剪切试验夹具或拉伸试验夹具。
所述导向杆与夹具体上开设的通孔为过盈配合，使得导向杆固定在夹具体上，导向杆与夹持板上开设的通孔为间隙配合，保证夹持板能够沿导向杆作轴向移动。
所述螺杆的两端分别与夹具体两侧开设的阶梯孔配合，所述螺杆由夹具体一侧的阶梯孔穿过，经过夹持板上的螺纹孔后由夹具体另一侧的阶梯孔穿出，所述螺杆的末端通过其上开设的卡簧槽安装有蝶形卡簧，使螺杆限制在夹具体内，只能作旋转运动而不能做轴向移动。
所述连接体上开设有四个槽孔，通过四颗连接螺栓与夹具体的一个连接面相固定，连接体主要起到连接试验机与夹具的作用，槽型通孔的开设使得连接体与夹具体的位置可以相对移动，以适应不同试件大小。
所述U型的夹具体包括两个连接面与一个调节面。
进一步地，夹具体的两个连接面上分别开设有四个螺栓孔，用来与连接体固定，当连接体固定于其中U型的夹具体侧面的一个连接面时组合成为剪切试验夹具，当连接体固定于其中U型的夹具体底部封闭端外侧的另一个连接面时组合成为拉伸试验夹具。所述剪切试验夹具或拉伸试验夹具两两成对配合使用。
进一步地，调节面开设有放置螺杆的阶梯孔，主要用于放置螺杆并限制其轴向移动，使其只能作旋转运动。
所述夹持板开设有导向孔和螺纹孔。导向孔与导向杆相配合，使夹持板延导向杆在夹具体内作上下移动；螺纹孔与螺杆配合。
进一步地，所述夹具体与所述夹持板之间形成夹紧所述试件的夹持区；所述试件下底面与所述夹具体紧密贴合，所述试件上底面与所述夹持板紧密贴合。
所述螺杆穿过夹具体两端，螺纹与夹持板内螺纹相配合，通过螺杆的旋转运动驱动夹持板在夹具体内作上下移动，同时螺杆具有天然的锁止功能，可使夹持板与夹具体牢牢夹住试件。
进一步地，所述螺杆一端为内六角凹槽，使用时用内六角扳手进行调整夹持板，用来夹紧试件。螺杆另一端应有轴槽，与蝶形卡簧配合，用来使螺杆限制在夹具体的阶梯孔中。
所述导向杆穿过所述夹具体的通孔，二者为过盈配合，所述导向杆穿过所述夹持板，二者为间隙配合，可使夹持板与导向杆相对滑动，导向杆为夹持板移动提供导向作用。
本发明的优点和有益效果：
本发明提供了一种结构简单、操作方便、成本低的用于M-100高频疲劳试验系统的生物材料纵向拉伸-剪切试验夹具，将两套夹具的连接体分别固定安装在M-100高频疲劳试验系统的固定端夹具上，通过调节M-100高频疲劳试验系统夹头于合适位置，放置待测工件于上、下两套夹具之间，通过调节夹持块固定试件，旋拧螺杆锁紧夹持块，通过变换连接体与夹具体连接的端面实现对工件剪切与拉伸的检测试验。
附图说明
图1为本发明剪切用试验夹具结构示意图。
图2为本发明拉伸用试验夹具结构示意图。
图3为本发明螺杆示意图。
图4为本发明蝶形卡簧示意图。
图中，1夹具体，2夹持板，3导向杆，4螺杆，5连接体，6连接螺栓，7位于连接面50和连接面60上的螺栓孔，8蝶形卡簧，11试件；10夹持面，20夹持面，30剪切面、40剪切面、50连接面、60连接面，70调节面。
具体实施方式
实施例1：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明提供的一种剪切-拉伸试验夹具如图1和图2所示，包括剪切试验夹具(图1)和拉伸试验夹具(图2)两种装配形式，剪切试验夹具和拉伸试验夹具都包括夹具体1和连接体5两部分，所述夹具体1为U型结构，夹具体1内侧同时通过导向杆3设置有一个夹持板2，夹持板2上通过螺纹孔安装有一个螺杆4，螺杆4的两端分别与U型夹具体1的一侧配合连接，夹具体1的一个外侧面和底部封闭端的外侧面分别作为连接面50和60，夹具体1的一个连接面通过连接螺栓6连接固定有一个连接体5构成剪切夹具或拉伸夹具，参见图1和图2。
所述U型夹具体1内侧和夹持板2相对的两个面分别为夹持面10和夹持面20，如图1，U型夹具体1开口的端面为剪切面30，夹持板2的外端面为剪切面40，U型夹具体1的一个外侧面为连接面50，U型夹具体1底部封闭端外侧面为连接面60，与连接面50相对的另一个侧面作为调节面70。
夹持面10与试件11相接处，通过与夹持板2的配合来夹紧试件。
所述夹具体连接面50和调节面70上开设有通孔和阶梯孔，夹持板2放置在夹具体1内，导向杆3穿过夹具体1的通孔和夹持板2的通孔，夹具体1的通孔与导向杆3为过盈配合，使得导向杆固定在夹具体1上，而导向杆3与夹持板2为间隙配合，保证夹持板2可以沿导向杆3作轴向移动；螺杆4从夹具体1上的调节面70穿入，与夹持板2上的螺纹孔配合后从夹具体1上的连接面50穿出，并通过蝶形卡簧8卡入螺杆末端上的卡簧槽内，使螺杆4限制在夹具体1内，只能作旋转运动而不能做轴向移动。
本发明用于剪切试验时，连接螺栓6穿过连接体5的槽型通孔，与连接面50上的螺栓孔7相配合，M-100高频疲劳试验系统的上固定夹头夹住连接体5，相应的M-100高频疲劳试验系统的下固定夹头以同样方法夹住另一套夹具的连接体5，试验系统的下固定夹头所持夹具的剪切面30、剪切面40应与试验系统的上固定夹头的剪切面30、剪切面40相重合，此时通过上下两套夹具共同组合成一套剪切试验夹具。通过旋紧螺杆4使得夹持板2的夹持面20以及U型夹具体的夹持面10之间形成夹紧试件11的夹持区，剪切面30和剪切面40形成对试件11的剪切区。通过M-100高频疲劳试验系统的上下运动形成对试件的剪切作用。
本发明用于拉伸实验时，连接螺栓6穿过连接体5的槽型通孔，与连接面60上的螺栓孔7相配合，M-100高频疲劳试验系统的上固定夹头夹住连接体5，相应的M-100高频疲劳试验系统的下固定夹头以同样方法夹住另一套夹具的连接体5，此时通过上下两套夹具共同组合成一套拉伸试验夹具。通过旋紧螺杆4使得夹持板2的夹持面20以及夹具体1内侧夹持面10之间形成夹紧试件11的夹持区，上下两套夹具的夹持区应保持在同一直线，通过M-100高频疲劳试验系统的上下运动形成对试件的拉伸作用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种剪切-拉伸试验夹具，其特征在于，所述夹具包括夹具体和连接体两部分，所述夹具体为U型结构，夹具体内侧通过导向杆设置有一个夹持板，夹持板上同时通过螺纹孔安装有一个螺杆，螺杆的两端分别与U型的夹具体的一侧配合连接，U型的夹具体的一个外侧面和底部封闭端的外侧面分别作为连接面，所述连接体通过连接螺栓连接固定在其中的一个连接面上，构成剪切试验夹具或拉伸试验夹具。
2.根据权利要求1所述的剪切-拉伸试验夹具，其特征在于，所述导向杆与夹具体上开设的通孔为过盈配合，使得导向杆固定在夹具体上，导向杆与夹持板上开设的通孔为间隙配合，保证夹持板能够沿导向杆作轴向移动。
3.根据权利要求1所述的剪切-拉伸试验夹具，其特征在于，所述螺杆的两端分别与夹具体两侧开设的阶梯孔配合，所述螺杆由夹具体一侧的阶梯孔穿过，经过夹持板上的螺纹孔后由夹具体另一侧的阶梯孔穿出，所述螺杆的末端通过其上开设的卡簧槽安装有蝶形卡簧，使螺杆限制在夹具体内，只能作旋转运动而不能做轴向移动。
4.根据权利要求1-3任一项所述的剪切-拉伸试验夹具，其特征在于，当所述连接体与U型的夹具体侧面的连接面连接固定时，构成剪切试验夹具；当所述连接体与U型的夹具体底部封闭端外侧的连接面连接固定时，构成拉伸试验夹具。
5.根据权利要求4所述的剪切-拉伸试验夹具，其特征在于，所述剪切试验夹具或拉伸试验夹具两两成对配合使用。
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