CN114636615B - 一种用于压缩荷载下薄壁软管局部屈曲试验夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明属于薄壁软管结构宏观力学性能测试技术领域，具体涉及一种用于压缩荷载下薄壁软管局部屈曲试验夹具；包括同轴反向安装于试验机上的上夹头组件和下夹头组件，上夹头组件和下夹头组件分别用于夹持软管的两端、限制软管轴向位移和软管的被夹持段径向溃缩，上夹头组件和下夹头组件之间设置有以两者之中的任一者为支撑并与另一者滑动插接的导向管，该导向管穿过软管、用于限制软管的试验段向一侧弯折以及整体屈曲行为；本发明意在解决柔性软管压缩过程中出现的整体倾倒、整体屈曲对压缩局部屈曲的干扰问题，导向管能够防止柔性软管出现整体屈曲，上夹头组件内部安装直线轴承，容许导向管在其内部做无摩擦直线移动。

Description

一种用于压缩荷载下薄壁软管局部屈曲试验夹具
技术领域
本发明属于薄壁软管结构宏观力学性能测试技术领域，具体涉及一种用于压缩荷载下薄壁软管局部屈曲试验夹具。
背景技术
薄壁软管作为基本结构，可以通过剪纸实现圆管的管外局部大变形，进而实现其在结构受撞击后吸收方面的应用。例如，公告号为CN113775682A公开的一种基于剪纸结构的可调控圆管吸能/储能机构，通过剪纸段屈曲变形以达到吸能和储能的作用。这种吸能材料由于结构可以重复利用，在航空航天、汽车、轨道车辆、海洋平台等方面具有广泛的应用前景。
相比现有吸能盒、管、蜂窝结构等都是通过结构和材料的塑性变形或破坏来实现的能量转换，基于剪纸结构的薄壁软管具有可重复利用的特点。
目前对这种基于剪纸结构的薄壁软管的性能测试，采用传统压头对基于剪纸结构的薄壁软管进行压缩，压缩中结构容易出现倾倒和整体屈曲，从而对压缩局部屈曲试验产生较大的影响。为此，本发明设计了一种用于压缩荷载下薄壁软管局部屈曲试验夹具。
发明内容
本发明的目的是规避薄壁软管在万能试验机压缩中出现的翻倒、整体失稳对薄壁软管压缩局部屈曲测试结果的影响。
本发明提供了如下技术方案：一种用于压缩荷载下薄壁软管局部屈曲试验夹具，包括同轴反向安装于试验机上的上夹头组件和下夹头组件，上夹头组件和下夹头组件分别用于夹持软管的两端、限制软管轴向位移和软管的被夹持段径向溃缩，上夹头组件和下夹头组件之间设置有以两者之中的任一者为支撑并与另一者滑动插接的导向管，该导向管穿过软管、用于限制软管的试验段向一侧弯折以及整体屈曲行为。
进一步地，上夹头组件包括相连接的上夹头主体和上夹持段，下夹头组件包括相连接的下夹头主体和下夹持段，上夹持段、下夹持段均包括内管和内管外层与内管同心的圆上等间距分布的若干个径向进给的顶推单元，每个顶推单元的进给端连接有与内管的外壁贴合的压片，压片之间预留有伸缩缝，顶推单元进给时压片和内管双向夹紧软管。
进一步地，导向管与下夹持段的内管连接，上夹持段的内管中嵌装有直线轴承，上夹头主体内具有连通该直线轴承的内孔的内腔，导向管与直线轴承滑动配合并可伸入该内腔中。
进一步地，上夹持段、下夹持段均包括内管和与内管同心的外管，顶推单元是螺栓，螺栓与外管上的螺孔螺纹旋合，压片可旋转地与螺栓端头连接。
进一步地，上夹持段、下夹持段上分布有六个顶推单元。
进一步地，上夹头主体通过其顶面的螺纹盲孔与上连接轴连接，下夹头主体通过其顶面的螺纹盲孔与下连接轴连接。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
本发明提供的一种用于压缩荷载下薄壁软管局部屈曲试验夹具，由上夹头组件和下夹头组件两部分组成，分别与万能试验机的上下传感器相连，通过调整螺栓可以实现不同厚度薄壁软管结构的夹持，夹持段有多个螺栓和压片均匀分布，能够实现薄壁软管的均匀夹紧。下夹头组件包含一个导向管，能够防止柔性软管出现整体屈曲，上夹头组件内部安装直线轴承，容许导向管在其内部做直线移动。本发明意在解决柔性软管压缩过程中出现的整体倾倒、整体屈曲对压缩局部屈曲的干扰问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为下夹头组件的结构示意图。
图3为上夹头组件的结构示意图。
图4为本发明的使用示意图。
图中：1-上夹头组件；1.1-上夹头主体；1.2-上夹持段；2-下夹头组件；2.1-下夹头主体；2.2-下夹持段；3-导向管；4-顶推单元；5-压片；6-直线轴承；7-外管；8-上连接轴；9-下连接轴；10-内管；11-软管。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
如图1-图4所示：一种用于压缩荷载下薄壁软管局部屈曲试验夹具，包括同轴反向安装于试验机上的上夹头组件1和下夹头组件2，上夹头组件1和下夹头组件2在试验机的驱动下相向运动。上夹头组件1和下夹头组件2分别用于夹持软管的两端、限制软管轴向位移和软管的被夹持段径向溃缩，上夹头组件1和下夹头组件2之间设置有以两者之中的任一者为支撑并与另一者滑动插接的导向管3，该导向管3穿过软管、用于限制软管的试验段向一侧弯折以及整体屈曲行为。
上夹头组件1包括相连接的上夹头主体1.1和上夹持段1.2，下夹头组件2包括相连接的下夹头主体2.1和下夹持段2.2，上夹持段1.2、下夹持段2.2均包括内管10和内管外层与内管同心的圆上等间距分布的若干个径向进给的顶推单元4，内管10的外径略小于软管试件的内径，每个顶推单元4的进给端连接有与内管10的外壁贴合的压片5，压片5之间预留有伸缩缝，顶推单元4进给时压片5和内管10双向夹紧软管。
导向管3与下夹持段2.2的内管10连接，上夹持段1.2的内管10中嵌装有直线轴承6，上夹头主体1.1内具有连通该直线轴承6的内孔的内腔，导向管3与直线轴承6滑动配合并可伸入该内腔中，直线轴承6的内孔直径略大于导向管3的外径，直线轴承6给导向管3提供径向支撑的同时减小与导向管3之间的摩擦，进一步规避摩擦对压缩结果的影响。
上夹持段1.2、下夹持段2.2均包括内管10和与内管同心的外管7，顶推单元4是螺栓，螺栓与外管7上的螺孔螺纹旋合，压片5可旋转地与螺栓端头连接。上夹持段1.2、下夹持段2.2上分布有六个顶推单元4，通过给六个顶推单元4相同的进给量，均匀的夹紧软管试件。
上夹头主体1.1通过其顶面的螺纹盲孔与上连接轴8连接，下夹头主体2.1通过其顶面的螺纹盲孔与下连接轴9连接，上连接轴8和下连接轴9与万能试验机连接，通过万能试验机实现上夹具组件向下运动，实现压缩软管。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种用于压缩荷载下薄壁软管局部屈曲试验夹具，其特征在于：包括同轴反向安装于试验机上的上夹头组件（1）和下夹头组件（2），上夹头组件（1）和下夹头组件（2）分别用于夹持软管的两端、限制软管轴向位移和软管的被夹持段径向溃缩，上夹头组件（1）和下夹头组件（2）之间设置有以两者之中的任一者为支撑并与另一者滑动插接的导向管（3），该导向管（3）穿过软管、用于限制软管的试验段向一侧弯折以及整体屈曲行为；
上夹头组件（1）包括相连接的上夹头主体（1.1）和上夹持段（1.2），下夹头组件（2）包括相连接的下夹头主体（2.1）和下夹持段（2.2），上夹持段（1.2）、下夹持段（2.2）均包括内管（10）和内管外层与内管同心的圆上等间距分布的若干个径向进给的顶推单元（4），每个顶推单元（4）的进给端连接有与内管（10）的外壁贴合的压片（5），压片（5）之间预留有伸缩缝，顶推单元（4）进给时压片（5）和内管（10）双向夹紧软管；
上夹持段（1.2）、下夹持段（2.2）均包括内管（10）和与内管同心的外管（7），顶推单元（4）是螺栓，螺栓与外管（7）上的螺孔螺纹旋合，压片（5）可旋转地与螺栓端头连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于压缩荷载下薄壁软管局部屈曲试验夹具，其特征在于：所述的导向管（3）与下夹持段（2.2）的内管（10）连接，上夹持段（1.2）的内管（10）中嵌装有直线轴承（6），上夹头主体（1.1）内具有连通该直线轴承（6）的内孔的内腔，导向管（3）与直线轴承（6）滑动配合并可伸入该内腔中。
3.根据权利要求1所述的一种用于压缩荷载下薄壁软管局部屈曲试验夹具，其特征在于：所述的上夹持段（1.2）、下夹持段（2.2）上分布有六个顶推单元（4）。
4.根据权利要求2所述的一种用于压缩荷载下薄壁软管局部屈曲试验夹具，其特征在于：所述的上夹头主体（1.1）通过其顶面的螺纹盲孔与上连接轴（8）连接，下夹头主体（2.1）通过其顶面的螺纹盲孔与下连接轴（9）连接。
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