CN115824774A - 一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装及拉伸试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装及拉伸试验方法，每个拉伸总成包括一个拉伸块，所述拉伸块包括夹持端、第一块、第二块和底板，所述底板两端分别与第一块和第二块一体成型，所述第一块远离第二块的一端与夹持端一体成型，所述第一块、第二块和底板之间形成有第一凹槽，两个拉伸块的第一凹槽相对交错设置。本发明在整个剪切拉伸过程中，剪切力始终与试样的结合面重合，既可以防止试样发生旋转撕裂，又保证了剪切试验的准确性，解决了试样在拉伸时发生旋转使测得的剪切强度不准的问题；通过使用上下可调的可浮动背板和左右可调的压紧块，将不同板厚和长度的试样板材夹紧固定，适用范围广，解决了一套工装只适用一种尺寸的接头的问题。

Description

一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装及拉伸试验方法

技术领域

本发明涉及拉伸试验工装领域，尤其是一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装及拉伸试验方法。

背景技术

在搭接接头(如常规焊接、钎焊、粘接等)的力学性能评价中，剪切拉伸试验是非常重要的试验方法，国际和国内标准均规定“剪切拉伸试验时，夹具和附件的构造应使其在施加载荷后立即与试样对其，以使试样的长轴与通过夹具的中心线所施加的拉力方向一致”。现有剪切拉伸工装，一方面不能完全保证拉伸力的方向与搭接接头试样的中心线保持一致，进而导致试样在拉伸时发生旋转，测得的剪切强度不准；另一方面，现有工转适用范围小，一套工装只适用一种尺寸的接头。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装及拉伸试验方法，解决了试样在拉伸时发生旋转使测得的剪切强度不准的问题，解决了一套工装只适用一种尺寸的接头的问题。

一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装，包括：两个拉伸总成，每个拉伸总成包括一个拉伸块，所述拉伸块包括夹持端、第一块、第二块和底板，所述底板两端分别与第一块和第二块一体成型，所述第一块远离第二块的一端与夹持端一体成型，所述第一块、第二块和底板之间形成有第一凹槽，两个拉伸块的第一凹槽相对交错设置。

在上述技术方案基础上，所述拉伸总成还包括可浮动背板、调整螺钉和涨紧弹簧，所述可浮动背板位于第一凹槽中并与第一凹槽滑动连接，所述可浮动背板相对拉伸块竖直方向运动，所述底板形成有第一螺纹孔，所述调整螺钉穿过第一螺纹孔与可浮动背板接触，所述调整螺钉与第一螺纹孔螺纹连接，所述涨紧弹簧套装在调整螺钉外侧，所述调整螺钉两端分别与底板和可浮动背板接触。

在上述技术方案基础上，所述拉伸总成还包括压紧块和压紧弹簧，所述压紧块靠近可浮动背板的一端形成有T型滑块，所述可浮动背板形成有T型轨道槽，所述T型滑块位于T型轨道槽并与T型轨道槽滑动连接，所述压紧弹簧位于T型轨道槽中且两端分别与第二块和T型滑块固定连接，所述压紧弹簧驱动压紧块向靠近第二块方向运动。

在上述技术方案基础上，所述拉伸总成还包括拧紧螺钉，所述拧紧螺钉穿过压紧块并与压紧块螺纹连接。

在上述技术方案基础上，所述第一块和/或第二块形成有刻度。

在上述技术方案基础上，所述拉伸总成还包括滚动件，所述第二块形成有安装槽，所述滚动件部分伸出安装槽中，所述滚动件与第二块转动连接。

在上述技术方案基础上，所述第二块包括第一分块、第二分块和第三分块，所述第二分块两侧分别与第一分块和第三分块贴合，螺纹紧固件将第一分块、第二分块和第三分块固定，所述第一分块、第二分块和第三分块之间形成有第二凹槽，所述第二凹槽与第一凹槽相连通。

在上述技术方案基础上，两个拉伸块的第二块的端面和两个拉伸块的夹持端均位于同一平面。

一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：分别转动两个拉伸总成的调整螺钉，使可浮动背板的浮动深度分别与试样的两个板材的板厚相同；

步骤二：拉动压紧块，将试样装夹好；

步骤三：拧紧压紧块上的拧紧螺钉，以保证试样与夹具紧固结合；

步骤四：进行剪切拉伸试验。

本发明具有如下优点：在整个剪切拉伸过程中，剪切力F始终与试样的结合面(如焊接面)重合，既可以防止试样发生旋转撕裂，又保证了剪切试验的准确性，解决了试样在拉伸时发生旋转使测得的剪切强度不准的问题；通过使用上下可调的可浮动背板和左右可调的压紧块，将不同板厚和长度的试样板材夹紧固定，适用范围广，解决了一套工装只适用一种尺寸的接头的问题。

附图说明

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种实施例，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1：本发明的主视结构示意图其一；

图2：本发明的俯视结构示意图；

图3：图2中A-A处的剖视结构示意图；

图4：图2中B-B处的剖视结构示意图；

图5：本发明的立体结构示意图；

图6：拉伸总成的立体结构示意图；

图7：本发明的主视结构示意图其二；

图8：图7中拉伸块的主视剖视结构示意图；

图9：图7中拉伸块的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一：

如图1到图6所示，本实施例提供了一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装，包括：两个拉伸总成，每个拉伸总成包括一个拉伸块1，所述拉伸块1包括夹持端11、第一块13、第二块14和底板15，所述底板15两端分别与第一块13和第二块14一体成型，所述第一块13远离第二块14的一端与夹持端11一体成型，所述第一块13、第二块14和底板15之间形成有第一凹槽10，两个拉伸块1的第一凹槽10相对交错设置。

在上述技术方案基础上，所述拉伸总成还包括可浮动背板2、调整螺钉3和涨紧弹簧4，所述可浮动背板2位于第一凹槽10中并与第一凹槽10滑动连接，所述可浮动背板2相对拉伸块1竖直方向运动，所述底板15形成有第一螺纹孔16，所述调整螺钉3穿过第一螺纹孔16与可浮动背板2接触，所述调整螺钉3与第一螺纹孔16螺纹连接，所述涨紧弹簧4套装在调整螺钉3外侧，所述调整螺钉3两端分别与底板15和可浮动背板2接触。

在上述技术方案基础上，所述拉伸总成还包括压紧块5和压紧弹簧6，所述压紧块5靠近可浮动背板2的一端形成有T型滑块52，所述可浮动背板2形成有T型轨道槽21，所述T型滑块52位于T型轨道槽21并与T型轨道槽21滑动连接，所述压紧弹簧6位于T型轨道槽21中且两端分别与第二块14和T型滑块52固定连接，所述压紧弹簧6驱动压紧块5向靠近第二块14方向运动。

在上述技术方案基础上，所述拉伸总成还包括拧紧螺钉51，所述拧紧螺钉51穿过压紧块5并与压紧块5螺纹连接。

在上述技术方案基础上，所述第一块13和/或第二块14形成有刻度12。

在上述技术方案基础上，两个拉伸块1的第二块14的端面和两个拉伸块1的夹持端11均位于同一平面。

一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：分别转动两个拉伸总成的调整螺钉3，使可浮动背板2的浮动深度分别与试样7的两个板材的板厚相同；

步骤二：拉动压紧块5，将试样7装夹好；

步骤三：拧紧压紧块5上的拧紧螺钉51，以保证试样7与夹具紧固结合；

步骤四：进行剪切拉伸试验。

工作原理：

试样7为两块长方体板材搭接固定(如焊接)而成。

转动调整螺钉3，使调整螺钉3向远离另一个拉伸总成的方向运动，直至板材的上下方向的侧面与相应的第二块14的端面贴合，如图1所示。

手握拧紧螺钉51拉动压紧块5沿着T型轨道槽21向靠近第一块13方向运动，然后将试样7的两块平行的板材分别放入不同的拉伸块1的第一凹槽10中(压紧块5和第二块14之间)，使板材与可浮动背板2贴合。松开拧紧螺钉51，压紧弹簧6收缩回弹驱动压紧块5向靠近第二块14方向运动，直至压紧块5和第二块14分别与板材左右两侧的端面接触，将板材夹紧固定，如图1所示。

如果事先将板材远离焊接处的端面打了限位孔(为在步骤一之前的预处理步骤)，则转动螺钉51将螺钉51插入限位孔中，限位孔的内壁和螺钉51外壁接触。如果没有打限位孔，且板材的左右方向长度角度，导致压紧弹簧6拉伸变形的长度不够，进而导致夹紧力不足时，可以转动螺钉51，螺钉51的端面与板材端面接触，压紧块5向远离板材方向运动，从而进一步拉长压紧弹簧6，产生更大的夹紧力将板材固定。

之后，拉伸试验机分别夹紧两个拉伸总成的夹持端11，两个夹持端11的受的剪切力F大小相同，方向相反，且位于同一条直线上。第二块14的侧面通过与板材的端面接触，给板材施加力。

拉伸试验结束后，拉伸试验机松开夹持端11，工作人员拉动压紧块5，将试样7从第一凹槽10中取出。

实施例二：

如图1到图9所示，本实施例为实施例一的进一步改进方案，所述拉伸总成还包括滚动件17，所述第二块14形成有安装槽18，所述滚动件17部分伸出安装槽18中，所述滚动件17与第二块14转动连接。

在上述技术方案基础上，所述第二块14包括第一分块141、第二分块142和第三分块143，所述第二分块142两侧分别与第一分块141和第三分块143贴合，螺纹紧固件将第一分块141、第二分块142和第三分块143固定，所述第一分块141、第二分块142和第三分块143之间形成有第二凹槽140，所述第二凹槽140与第一凹槽10相连通。

工作原理：

试样7为两块长方体板材搭接固定(如焊接)而成。

转动调整螺钉3，使调整螺钉3向远离另一个拉伸总成的方向运动，直至板材的上下方向的侧面与相应的第二块14的滚动件17点接触或线接触。其中，滚动件17为滚珠或辊子。

根据板材的高度选择合适厚度的第二分块142，螺纹紧固件将第一分块141、第二分块142和第三分块143固定。

手握拧紧螺钉51拉动压紧块5沿着T型轨道槽21向靠近第一块13方向运动，然后将试样7的两块平行的板材分别放入不同的拉伸块1的第一凹槽10中(压紧块5和第二块14之间)，使板材与可浮动背板2贴合。松开拧紧螺钉51，压紧弹簧6收缩回弹驱动压紧块5向靠近第二块14方向运动，直至压紧块5和第二块14分别与板材左右两侧的端面接触，将板材夹紧固定，如图1所示。

如果事先将板材远离焊接处的端面打了限位孔，则转动螺钉51将螺钉51插入限位孔中，限位孔的内壁和螺钉51外壁接触。如果没有打限位孔，且板材的左右方向长度角度，导致压紧弹簧6拉伸变形的长度不够，进而导致夹紧力不足时，可以转动螺钉51，螺钉51的端面与板材端面接触，压紧块5向远离板材方向运动，从而进一步拉长压紧弹簧6，产生更大的夹紧力将板材固定。

之后，拉伸试验机分别夹紧两个拉伸总成的夹持端11，两个夹持端11的受的剪切力F大小相同，方向相反，且位于同一条直线上。第一分块141的侧面通过与板材的端面接触，给板材施加力。板材的端部在第二凹槽140处悬空，使板材受到的力更加靠近试样7的焊接处，从而减小第一分块141给板材的力带来的扭矩，进而减小误差，防止板材完全变形。

拉伸试验结束后，拉伸试验机松开夹持端11，工作人员拉动压紧块5，将试样7从第一凹槽10中取出。

上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装，其特征在于，包括：两个拉伸总成，每个拉伸总成包括一个拉伸块(1)，所述拉伸块(1)包括夹持端(11)、第一块(13)、第二块(14)和底板(15)，所述底板(15)两端分别与第一块(13)和第二块(14)一体成型，所述第一块(13)远离第二块(14)的一端与夹持端(11)一体成型，所述第一块(13)、第二块(14)和底板(15)之间形成有第一凹槽(10)，两个拉伸块(1)的第一凹槽(10)相对交错设置。

2.根据权利要求1所述的一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装，其特征在于：所述拉伸总成还包括可浮动背板(2)、调整螺钉(3)和涨紧弹簧(4)，所述可浮动背板(2)位于第一凹槽(10)中并与第一凹槽(10)滑动连接，所述可浮动背板(2)相对拉伸块(1)竖直方向运动，所述底板(15)形成有第一螺纹孔(16)，所述调整螺钉(3)穿过第一螺纹孔(16)与可浮动背板(2)接触，所述调整螺钉(3)与第一螺纹孔(16)螺纹连接，所述涨紧弹簧(4)套装在调整螺钉(3)外侧，所述调整螺钉(3)两端分别与底板(15)和可浮动背板(2)接触。

3.根据权利要求2所述的一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装，其特征在于：所述拉伸总成还包括压紧块(5)和压紧弹簧(6)，所述压紧块(5)靠近可浮动背板(2)的一端形成有T型滑块(52)，所述可浮动背板(2)形成有T型轨道槽(21)，所述T型滑块(52)位于T型轨道槽(21)并与T型轨道槽(21)滑动连接，所述压紧弹簧(6)位于T型轨道槽(21)中且两端分别与第二块(14)和T型滑块(52)固定连接，所述压紧弹簧(6)驱动压紧块(5)向靠近第二块(14)方向运动。

4.根据权利要求3所述的一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装，其特征在于：所述拉伸总成还包括拧紧螺钉(51)，所述拧紧螺钉(51)穿过压紧块(5)并与压紧块(5)螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装，其特征在于：所述第一块(13)和/或第二块(14)形成有刻度(12)。

6.根据权利要求2所述的一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装，其特征在于：所述拉伸总成还包括滚动件(17)，所述第二块(14)形成有安装槽(18)，所述滚动件(17)部分伸出安装槽(18)中，所述滚动件(17)与第二块(14)转动连接。

7.根据权利要求2所述的一种试样尺寸自适应剪切拉伸工装，其特征在于：所述第二块(14)包括第一分块(141)、第二分块(142)和第三分块(143)，所述第二分块(142)两侧分别与第一分块(141)和第三分块(143)贴合，螺纹紧固件将第一分块(141)、第二分块(142)和第三分块(143)固定，所述第一分块(141)、第二分块(142)和第三分块(143)之间形成有第二凹槽(140)，所述第二凹槽(140)与第一凹槽(10)相连通。

8.一种如权利要求1至7任意一项所述的试样尺寸自适应剪切拉伸工装的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：分别转动两个拉伸总成的调整螺钉(3)，使可浮动背板(2)的浮动深度分别与试样(7)的两个板材的板厚相同；

步骤二：拉动压紧块(5)，将试样(7)装夹好；

步骤三：拧紧压紧块(5)上的拧紧螺钉(51)，以保证试样(7)与夹具紧固结合；

步骤四：进行剪切拉伸试验。

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