CN117433936A - 一种小试样低周疲劳测试装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及材料工程实验设备技术领域，提供了一种小试样低周疲劳测试装置，包括夹具和用于夹紧试样的楔形夹块，所述夹具上开设有供楔形夹块卡入的楔形槽，所述夹具上设置有液压杆，所述液压杆的底部用于与楔形夹块的顶部抵接；所述夹具内开设有第一冷却水道，所述第一冷却水道的一端与楔形槽连通，所述第一冷却水道内设置有第一冷却管，所述楔形夹块内开设有第二冷却水道，所述第二冷却水道内设置有第二冷却管，所述第一冷却管的端部上设置有第一连接部，所述第二冷却管的端部设置有与第一连接部连通的第二连接部，本申请具有提高对工装的保护效果，以及保障试样件疲劳测试结果的准确性的效果。
Description
技术领域
本申请涉及材料工程实验设备技术领域，具体而言，涉及一种小试样低周疲劳测试。
背景技术
本部分的内容仅提供了与本发明相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。
在对工程材料的力学性能进行测试的时候，出了常规的性能测试之外，材料的疲劳性能也是非常重要的一项指标，材料在重复或交替的交变载荷作用下，及时受到的载荷幅值远远小于其极限强度，但是长期积累，也会导致构件结构发生破坏，因此对于试样，尤其是体积较小的小试样的疲劳测试，是工程材料性能检测中非常重要的一环。
申请公布号为CN115014946A的中国专利公开了一种陶瓷基符合材料高温拉伸夹具工装及其实验方法，该夹具工装采用夹头不直接解除试样的设计，将装置分为水冷非接触部分和接触部分，接触部分包括两个楔形夹块和一个定位销钉，楔形夹块设置在试样件加持段的两侧，定位销定与试样件的定位孔配合并穿设在楔形夹块的通孔，水冷非接触部分包括拉杆、夹头、两个定位挡片和水冷通道；水冷通道贯穿夹头对夹头起到散热的作用。
但是，上述相关技术中，存在以下缺陷，水冷通道仅仅贯穿夹头，对夹头起到直接的散热作用，而楔形夹块仅仅通过与夹头接触而被动散热，在高温环境下，楔形夹块极易出现变形等情况，导致试样件疲劳测试结果不准确，甚至会损坏工装。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请的目的在于提供一种小试样低周疲劳测试，通过设置第一冷却水道和第二冷却水道，能够在做实验的过程中同时对夹具以及楔形夹块进行冷却降温，提高对工装的保护效果，以及保障试样件疲劳测试结果的准确性。
本申请的目的通过以下技术方案实现：
一种小试样低周疲劳测试装置，包括夹具和用于夹紧试样的楔形夹块，所述夹具上开设有供楔形夹块卡入的楔形槽，所述夹具上设置有液压杆，所述液压杆的底部用于与楔形夹块的顶部抵接；所述夹具内开设有第一冷却水道，所述第一冷却水道的一端与楔形槽连通，所述第一冷却水道内设置有第一冷却管，所述楔形夹块内开设有第二冷却水道，所述第二冷却水道内设置有第二冷却管，所述第一冷却管的端部上设置有第一连接部，所述第二冷却管的端部设置有与第一连接部连通的第二连接部。
通过采用上述技术方案，在实际的试样试验过程中，第一冷却管与外接冷却水相连通，外接冷却水通过第一冷却管对夹具进行降温冷却，并通过第一连接部及第二连接部进入楔形夹块内的第二冷却管内，通过第二冷却管对楔形夹块进行降温冷却，从而能够在整个实验过程中，同时对楔形夹块以及夹具进行降温冷却，能够有效的提高对工装整体的保护效果，并进一步保障试样件疲劳测试结果的准确性。
在一些可能的实施例中，所述夹具内开设有容纳腔，所述容纳腔靠近楔形槽的一侧开设有贯穿条形槽，所述条形槽沿楔形槽的斜面收束方向开设，所述第一连接部沿条形槽的长度方向滑动设置于条形槽内。
通过采用上述技术方案，在对不同大小的试样进行夹紧定位的时候，楔形夹块在楔形槽内的高度位置也有不同，从而导致第二连接部的高度也会对应发生改变，通过在夹具内开设容纳腔，并开设贯穿的条形槽，将容纳腔与楔形槽连通起来，使第一连接部能够在条形槽内沿条形槽的长度方向滑动，以对应不同大小的试样所导致的第二连接部高度的改变，有效的提高了装置的适用范围。
在一些可能的实施例中，所述第一连接部设置为第一连接头，所述第一连接头的一端与第一冷却管连通，另一端开口设置，所述第二连接部设置为第二连接头，所述第二连接头的一端与第二冷却管连通，另一端用于与第一连接头连通。
通过采用上述技术方案，在实际的使用过程中，将楔形夹块放置在楔形槽内，将第二连接头卡入第一连接头远离第一冷却管一端的开口处，即可完成第一冷却管与第二冷却管的连通，使外接冷却水通过第一冷却管之后直接可以进入第二冷却管内，从而能够对楔形夹块进行冷却。
在一些可能的实施例中，所述第一连接头内设置有密封环，所述密封环用于与第二连接头远离第二冷却管的一端抵接。
通过采用上述技术方案，通过设置密封环能够对第二连接头与第一连接头内壁之间的缝隙起到良好的密封效果，并能够避免在试样试验的过程中出现冷却水漏液的情况发生，进一步提高了装置整体的实用性。
在一些可能的实施例中，所述密封环靠近第二连接头的一侧设置有第一斜面，所述第一斜面朝向远离第二连接头的方向倾斜设置，所述第二连接头远离第二冷却管的一侧设置又第二斜面，所述第二斜面与第一斜面相适配。
通过采用上述技术方案，通过设置第一斜面以及与之相适配的第二斜面，能够进一步提高密封环与第二连接头之间的紧密性，从而能够进一步降低第二连接头与第一连接头内壁之间的缝隙，进一步提高第一连接头和第二连接头之间的密封效果，从而尽可能的减少或降低冷却水漏液的情况发生，进一步提高了装置整体在实际使用过程中的可靠性与稳定性。
在一些可能的实施例中，所述条形槽的内壁上沿条形槽的长度方向开设有导向槽，所述导向槽内滑动设置有导向块，所述导向块与第一连接部固定连接。
通过采用上述技术方案，在实际的使用过程中，当需要带动第一连接部在条形槽内运动的时候，随着第一连接部的运动，即可带动导向块在导向槽内运动，导向块的侧壁始终与导向槽的内壁抵接，从而能够对第一连接部的运动起到导向的作用，同时，也能够有效的防止第一连接部脱离条形槽，提高了装置的实用性。
在一些可能的实施例中，所述导向块上设置有滑动层，所述滑动层与导向槽的内壁滑移连接。
通过采用上述技术方案，通过设置滑动层，能够有效的降低导向块侧壁与导向槽内壁之间的摩擦系数，从而能够降低导向块侧壁与导向槽内壁之间的摩擦力，方便了导向块在导向槽内的运动，同时也降低了导向块与导向槽之间的磨损，从而在一定程度上提高了装置整体的使用寿命。
在一些可能的实施例中，所述楔形夹块包括第一夹块和第二夹块，所述第一夹块上设置有抵接块，所述抵接块远离第二夹块的一侧用于与第二夹块抵接，所述第一夹块上和第二夹块上开设有连通的销轴孔，所述销轴孔内滑动设置有连接销轴，所述第一夹块和第二夹块之间形成用放置腔，所述抵接块用于与试样抵接；所述第一夹块和第二夹块上均开设有第二冷却水道，所述第二冷却管的两端均设置有第二连接部。
通过采用上述技术方案，在实际的使用过程中，将试样放置在放置腔内，通过抵接块能够对试样进行支撑，随后即可通过第一夹块和第二夹块对试样进行夹紧固定，第一夹块和第二夹块上均开设有第二冷却水道，第二冷却管贯穿设置在两个第二冷却水道内，结构更加简单，使用起来更加方便，具有较好的实用性。
在一些可能的实施例中，所述夹具上开设有固定槽，所述固定槽内设置有挡板，所述挡板的侧壁用于与楔形夹块抵接，所述挡板上设置固定件，所述固定件用于限定挡板在夹具上的位置。
通过采用上述技术方案，在对夹具整体完成组装之后，通过两侧的挡板对楔形夹块进行进行缩进，保证楔形夹块位于中间，同时能够保证试样中心在试验机中心，中间的顶杆通过液压夹头将试样压紧，试样和右夹块接触受力，同时将夹块向下受力，两个夹块通过中间销孔放置销轴，两个夹块同时向下运动，夹块的楔形装置向内的夹紧力保证试样被夹紧。
综上所述，本申请实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
1. 在实际的试样试验过程中，第一冷却管与外接冷却水相连通，外接冷却水通过第一冷却管对夹具进行降温冷却，并通过第一连接部及第二连接部进入楔形夹块内的第二冷却管内，通过第二冷却管对楔形夹块进行降温冷却，从而能够在整个实验过程中，同时对楔形夹块以及夹具进行降温冷却，能够有效的提高对工装整体的保护效果，并进一步保障试样件疲劳测试结果的准确性；
2. 在对不同大小的试样进行夹紧定位的时候，楔形夹块在楔形槽内的高度位置也有不同，从而导致第二连接部的高度也会对应发生改变，通过在夹具内开设容纳腔，并开设贯穿的条形槽，将容纳腔与楔形槽连通起来，使第一连接部能够在条形槽内沿条形槽的长度方向滑动，以对应不同大小的试样所导致的第二连接部高度的改变，有效的提高了装置的适用范围；
3. 通过设置密封环能够对第二连接头与第一连接头内壁之间的缝隙起到良好的密封效果，并能够避免在试样试验的过程中出现冷却水漏液的情况发生，进一步提高了装置整体的实用性；
4. 通过设置第一斜面以及与之相适配的第二斜面，能够进一步提高密封环与第二连接头之间的紧密性，从而能够进一步降低第二连接头与第一连接头内壁之间的缝隙，进一步提高第一连接头和第二连接头之间的密封效果，从而尽可能的减少或降低冷却水漏液的情况发生，进一步提高了装置整体在实际使用过程中的可靠性与稳定性。
附图说明
图1为本申请实施例的整体结构示意图；
图2为本申请实施例的挡板的爆炸结构示意图；
图3为本申请实施例的楔形槽的结构示意图；
图4为本申请实施例的夹具及楔形夹块的剖视图；
图5为本申请实施例的第一连接部和第二连接部的结构示意图；
图6为本申请实施例的导向槽的结构示意图；
图7为本申请实施例的试样的结构示意图；
图8为本申请实施例的楔形夹块的爆炸结构示意图。
图标：1、夹具；11、楔形槽；12、液压杆；13、第一冷却水道；14、第一冷却管；15、第一连接部；16、固定槽；17、挡板；2、楔形夹块；21、第二冷却水道；22、第二冷却管；23、第二连接部；24、第一夹块；25、第二夹块；26、抵接块；27、销轴孔；28、连接销轴；29、放置腔；3、固定件；31、安装孔；32、固定孔；4、容纳腔；41、条形槽；5、密封环；51、第一斜面；52、第二斜面；6、导向槽；61、导向块；7、试样。
实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
以下参照图1至图8对本申请作进一步详细说明。
参照图1、2和3，一种小试样7低周疲劳测试装置，包括夹具1和用于夹紧试样7的楔形夹块2，夹具1上开设有供楔形夹块2卡入的楔形槽11，夹具1上设置有液压杆12，液压杆12的底部用于与楔形夹块2的顶部抵接；夹具1内开设有第一冷却水道13，第一冷却水道13的一端与楔形槽11连通，第一冷却水道13内设置有第一冷却管14，楔形夹块2内开设有第二冷却水道21，第二冷却水道21内设置有第二冷却管22，第一冷却管14的端部上设置有第一连接部15，第二冷却管22的端部设置有与第一连接部15连通的第二连接部23。
参照图2，夹具1上开设有固定槽16，固定槽16内设置有挡板17，挡板17的侧壁用于与楔形夹块2抵接，挡板17上设置固定件3，固定件3用于限定挡板17在夹具1上的位置。
参照图2，作为本申请的一种实施方式，固定件3设置为固定销，挡板17上开设有贯穿的安装孔31，固定销滑动设置于安装孔31内，固定槽16的内壁上开设有供固定销插入的固定孔32。
在对夹具1整体完成组装之后，通过两侧的挡板17对楔形夹块2进行缩进，保证楔形夹块2位于中间，同时能够保证试样7中心在试验机中心，中间的顶杆通过液压夹头将试样7压紧，试样7和右夹块接触受力，同时将夹块向下受力，两个夹块通过中间销孔放置销轴，两个夹块同时向下运动，夹块的楔形装置向内的夹紧力保证试样7被夹紧。
参照图1、4，作为本申请的一种实施方式，第一冷却水道13开设有四个，四个第一冷却水道13两两一组，两组第一冷却水道13沿液压杆12轴线对称分布在夹具1内部，对应的第一冷却管14也设置有四个，四个第一冷却管14的一端伸出夹具1，通过夹具1的侧壁穿出，另一端穿出夹具1且与楔形槽11连通。
参照图4，夹具1内开设有容纳腔4，容纳腔4靠近楔形槽11的一侧开设有贯穿条形槽41，条形槽41沿楔形槽11的斜面收束方向开设，第一连接部15沿条形槽41的长度方向滑动设置于条形槽41内。
作为本申请的一种实施方式，第一冷却管14和第二冷却管22均设置为软管，能够任意调整第一冷却管14在容纳腔4内的位置，同样的也能够对第二冷却管22的位置进行一定范围内的调整，以方便液压杆12对楔形夹块2进行按压。
在对不同大小的试样7进行夹紧定位的时候，楔形夹块2在楔形槽11内的高度位置也有不同，从而导致第二连接部23的高度也会对应发生改变，通过在夹具1内开设容纳腔4，并开设贯穿的条形槽41，将容纳腔4与楔形槽11连通起来，使第一连接部15能够在条形槽41内沿条形槽41的长度方向滑动，以对应不同大小的试样7所导致的第二连接部23高度的改变，有效的提高了装置的适用范围。
参照图4、5，第一连接部15设置为第一连接头，第一连接头的一端与第一冷却管14连通，另一端开口设置，第二连接部23设置为第二连接头，第二连接头的一端与第二冷却管22连通，另一端用于与第一连接头连通。
在实际的使用过程中，将楔形夹块2放置在楔形槽11内，将第二连接头卡入第一连接头远离第一冷却管14一端的开口处，即可完成第一冷却管14与第二冷却管22的连通，使外接冷却水通过第一冷却管14之后直接可以进入第二冷却管22内，从而能够对楔形夹块2进行冷却。
其中，参照图5，第一连接头内设置有密封环5，密封环5用于与第二连接头远离第二冷却管22的一端抵接。通过设置密封环5能够对第二连接头与第一连接头内壁之间的缝隙起到良好的密封效果，并能够避免在试样7试验的过程中出现冷却水漏液的情况发生，进一步提高了装置整体的实用性。
参照图5，密封环5靠近第二连接头的一侧设置有第一斜面51，第一斜面51朝向远离第二连接头的方向倾斜设置，第二连接头远离第二冷却管22的一侧设置又第二斜面52，第二斜面52与第一斜面51相适配。通过设置第一斜面51以及与之相适配的第二斜面52，能够进一步提高密封环5与第二连接头之间的紧密性，从而能够进一步降低第二连接头与第一连接头内壁之间的缝隙，进一步提高第一连接头和第二连接头之间的密封效果，从而尽可能的减少或降低冷却水漏液的情况发生，进一步提高了装置整体在实际使用过程中的可靠性与稳定性。
作为本申请的一种实施方式，参照图6，条形槽41的内壁上沿条形槽41的长度方向开设有导向槽6，导向槽6内滑动设置有导向块61，导向块61与第一连接部15固定连接。
在实际的使用过程中，当需要带动第一连接部15在条形槽41内运动的时候，随着第一连接部15的运动，即可带动导向块61在导向槽6内运动，导向块61的侧壁始终与导向槽6的内壁抵接，从而能够对第一连接部15的运动起到导向的作用，同时，也能够有效的防止第一连接部15脱离条形槽41，提高了装置的实用性。
作为本申请的一种实施方式，导向块61上设置有滑动层，滑动层与导向槽6的内壁滑移连接。作为本申请的一种实施方式，滑动层的材质设置为聚四氟乙烯。通过设置滑动层，能够有效的降低导向块61侧壁与导向槽6内壁之间的摩擦系数，从而能够降低导向块61侧壁与导向槽6内壁之间的摩擦力，方便了导向块61在导向槽6内的运动，同时也降低了导向块61与导向槽6之间的磨损，从而在一定程度上提高了装置整体的使用寿命。
参照图7，图示中即为本申请实施例中所记载的试样7，作为本申请的其他实施方式，试样7的结构还可做调整。
参照图8，楔形夹块2包括第一夹块24和第二夹块25，第一夹块24上设置有抵接块26，抵接块26远离第二夹块25的一侧用于与第二夹块25抵接，第一夹块24上和第二夹块25上开设有连通的销轴孔27，销轴孔27内滑动设置有连接销轴28，第一夹块24和第二夹块25之间形成用放置腔29，抵接块26用于与试样7抵接；第一夹块24和第二夹块25上均开设有第二冷却水道21，第二冷却管22的两端均设置有第二连接部23。
参照图7、8，作为本申请的一种实施方式，抵接块26的侧壁设置为弧面，弧面与小试样7的侧面相抵接并相适配，能够对小试样7做有效的支撑的同时，降低对试样7的硬性破坏，一方面保护了工装，另一方面提高了试样7件的疲劳测试结果的检测精度。
本申请实施例提出的一种小试样7低周疲劳测试的实施原理为：
在对试样7件进行夹紧实验的时候，通过液压杆12对楔形夹块2进行按压，楔形夹块2在液压杆12的按压作用下，具有向下运动的趋势，而楔形槽11的存在使楔形夹块2越向下便能够对试样7件进行更紧密的夹紧，即通过机械结构之间的自锁效果，能够对试样7件进行有效可靠的夹紧；
在实际的试样7试验过程中，第一冷却管14与外接冷却水相连通，外接冷却水通过第一冷却管14对夹具1进行降温冷却，并通过第一连接部15及第二连接部23进入楔形夹块2内的第二冷却管22内，通过第二冷却管22对楔形夹块2进行降温冷却，从而能够在整个实验过程中，同时对楔形夹块2以及夹具1进行降温冷却，能够有效的提高对工装整体的保护效果，并进一步保障试样7件疲劳测试结果的准确性。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种小试样低周疲劳测试装置，其特征在于：包括夹具和用于夹紧试样的楔形夹块，所述夹具上开设有供楔形夹块卡入的楔形槽，所述夹具上设置有液压杆，所述液压杆的底部用于与楔形夹块的顶部抵接；
所述夹具内开设有第一冷却水道，所述第一冷却水道的一端与楔形槽连通，所述第一冷却水道内设置有第一冷却管，所述楔形夹块内开设有第二冷却水道，所述第二冷却水道内设置有第二冷却管，所述第一冷却管的端部上设置有第一连接部，所述第二冷却管的端部设置有与第一连接部连通的第二连接部。
2.根据权利要求1所述的一种小试样低周疲劳测试装置，其特征在于：所述夹具内开设有容纳腔，所述容纳腔靠近楔形槽的一侧开设有贯穿条形槽，所述条形槽沿楔形槽的斜面收束方向开设，所述第一连接部沿条形槽的长度方向滑动设置于条形槽内。
3.根据权利要求2所述的一种小试样低周疲劳测试装置，其特征在于：所述第一连接部设置为第一连接头，所述第一连接头的一端与第一冷却管连通，另一端开口设置，所述第二连接部设置为第二连接头，所述第二连接头的一端与第二冷却管连通，另一端用于与第一连接头连通。
4.根据权利要求3所述的一种小试样低周疲劳测试装置，其特征在于：所述第一连接头内设置有密封环，所述密封环用于与第二连接头远离第二冷却管的一端抵接。
5.根据权利要求4所述的一种小试样低周疲劳测试装置，其特征在于：所述密封环靠近第二连接头的一侧设置有第一斜面，所述第一斜面朝向远离第二连接头的方向倾斜设置，所述第二连接头远离第二冷却管的一侧设置又第二斜面，所述第二斜面与第一斜面相适配。
6.根据权利要求2所述的一种小试样低周疲劳测试装置，其特征在于：所述条形槽的内壁上沿条形槽的长度方向开设有导向槽，所述导向槽内滑动设置有导向块，所述导向块与第一连接部固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种小试样低周疲劳测试装置，其特征在于：所述导向块上设置有滑动层，所述滑动层与导向槽的内壁滑移连接。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种小试样低周疲劳测试装置，其特征在于：所述楔形夹块包括第一夹块和第二夹块，所述第一夹块上设置有抵接块，所述抵接块远离第二夹块的一侧用于与第二夹块抵接，所述第一夹块上和第二夹块上开设有连通的销轴孔，所述销轴孔内滑动设置有连接销轴，所述第一夹块和第二夹块之间形成用放置腔，所述抵接块用于与试样抵接；
所述第一夹块和第二夹块上均开设有第二冷却水道，所述第二冷却管的两端均设置有第二连接部。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种小试样低周疲劳测试装置，其特征在于：所述夹具上开设有固定槽，所述固定槽内设置有挡板，所述挡板的侧壁用于与楔形夹块抵接，所述挡板上设置固定件，所述固定件用于限定挡板在夹具上的位置。
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