CN200965500Y - 直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具 - Google Patents

直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具 Download PDF

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刘建锋
徐进
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Abstract

一种直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具，包括与试验机底座连接的下接头、固定试样的下端帽、连接下接头与下端帽的下链条、承接拉伸试验所破坏的试样和下端帽的支撑构件，下端帽由试样固定槽和连接段构成，支撑构件为压缩螺旋弹簧；在进行拉伸试验时，压缩螺旋弹簧的一端与下端帽的试样固定槽连接或接触，压缩螺旋弹簧的另一端与试验机底座连接或接触，下端帽的连接段、下链条和下接头套装在压缩螺旋弹簧内，下链条的一端与下端帽连接段相连，其另一端与下接头相连。在整个试验过程中，试样、下端帽和下链条始终由压缩螺旋弹簧支撑，可防止达到峰值拉应力时因重力的影响试样发生突然破坏，因而能够直接进行峰值应力后的力学效应测试。

Description

直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具
技术领域
本实用新型属于对脆性材料进行直接拉伸试验用的夹具，特别涉及一种对岩石直接拉伸试验的固定试样用的夹具。
背景技术
抗拉强度，是岩石等脆性材料的一种重要力学性能。目前，直接测定岩石抗拉强度的拉伸试验中，与试验机配套的试样固定夹具的结构如图1所示，由上位夹具和下位夹具组成。上位夹具和下位夹具均包括与拉伸试验机连接的接头，固定试样的端帽、连接接头与端帽的链条。下位夹具由于要承接拉伸试验所破坏的部分试样和下端帽，还包括刚性套筒4和垫板6组成的支撑构件。在进行拉伸试验时，由于垫板6与下端帽7的试样固定槽有一定间隙，因而刚性套筒4不能在整个试验过程对试样8、下端帽7的重量起有效支撑作用，当试样所受拉应力达到峰值时，在破坏面以下的试样、下端帽和下部链条所受重力的作用下，试样突然发生破坏，就不能进行峰值应力后的力学效应测试。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具，以便能直接测定岩石类脆性材料峰值应力后的力学效应。
本实用新型的技术方案：对现有直接拉伸试验用的下位夹具进行改进，用压缩螺旋弹簧替代刚性套筒。
本实用新型所述直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具，包括与试验机底座连接的下接头、固定试样的下端帽、连接下接头与下端帽的下链条、承接拉伸试验所破坏的试样和下端帽的支撑构件，所述下端帽由试样固定槽和连接段构成，所述支撑构件为压缩螺旋弹簧；在进行拉伸试验时，各构件的组装方式为：压缩螺旋弹簧的一端与下端帽的试样固定槽连接或接触，压缩螺旋弹簧的另一端与试验机底座连接或接触，下端帽的连接段、下链条和下接头套装在压缩螺旋弹簧内，下链条的一端与下端帽连接段相连，其另一端与下接头相连。由于压缩螺旋弹簧具有弹性恢复力，在整个试验过程中，试样和下端帽及下链条始终被弹簧所支撑，且弹簧具有很好的横向变形适应性，故不影响试样中拉应力的均匀性和方向性。
当对小试样进行拉伸试验时，需使用小型号的上端帽和下端帽，若下端帽试样固定槽的外轮廓小于压缩螺旋弹簧的内径，则要在支撑构件中增加托板。所述托板上设置过孔，过孔孔径大于下端帽连接段的外轮廓、小于下端帽试样固定槽的外轮廓及压缩螺旋弹簧的内径，压缩螺旋弹簧的一端与托板连接或接触，压缩螺旋弹簧的另一端与试验机底座连接或接触，下端帽的连接段穿过托板上的过孔与下链条连接，下端帽的连接段、下链条和下接头套装在压缩螺旋弹簧内，下链条的一端与下端帽连接段相连，其另一端与下接头相连。在整个试验过程中，试样和下端帽及下链条通过托板始终支撑在压缩螺旋弹簧上。
本实用新型具有以下有益效果：
1、由于支撑构件为压缩螺旋弹簧或压缩螺旋弹簧与托板的组合，在整个试验过程中，试样、下端帽、下链条(小试样试验含托板)始终被压缩螺旋弹簧所支撑，因此可防止应力达到峰值时试样发生突然破坏，与试验机配合，可以直接测试岩石类脆性材料试样峰值应力后的力学效应。
2、结构简单，易于组装，使用方便，成本低廉。
附图说明
图1是用于直接拉伸试验的现有上位夹具和下位夹具的结构图及拉伸试验时试样的安装方式图；
图2是本实用新型所述直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具的一种结构图，该图还表示出了上位夹具的结构和拉伸试验时试样的安装方式；
图3是本实用新型所述直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具的又一种结构图，该图还表示出了上位夹具的结构和拉伸试验时试样的安装方式；
图4是托板的一种结构图；
图5是图4的俯视图；
图6是托板的又一种结构图。
图中，1-试验机底座、2-下接头、3-下链条、4-套筒、5-下插销、6-垫板、7-下端帽、8-试样、9-上端帽、10-上插销、11-上链条、12-上接头、13-压缩螺旋弹簧、14-托板、15-过孔。
具体实施方式
实施例1
本实施例中，直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具的结构如图2所示，包括与试验机底座连接的下接头2、固定试样的下端帽7、连接下接头与下端帽的下链条3、承接拉伸试验所破坏的试样和下端帽的支撑构件。所述支撑构件为圆柱压缩螺旋弹簧13，圆柱压缩螺旋弹簧的自由高度H0大于下端帽、下链条及下接头高度之和3cm～6cm，初始压缩量(圆柱压缩螺旋弹簧套装时的压缩量)为其自由高度H0的15％～25％，最大载荷不小于试样、下端帽及下链条重量之和。所述下端帽7由试样固定槽和连接段构成，其试样固定槽的外径大于圆柱压缩螺旋弹簧的外径，其连接段的外径小于圆柱压缩螺旋弹簧的内径。在进行拉伸试验时，上述构件的组装方式为：圆柱压缩螺旋弹簧13的一端与下端帽7的试样固定槽底部连接或接触，圆柱压缩螺旋弹簧13的另一端与试验机底座连接或接触，下端帽7的连接段、下链条3和下接头2套装在圆柱压缩螺旋弹簧内，下链条3的一端通过下插销5与下端帽连接段相连，其另一端与下接头2相连。
上位夹具包括与试验机顶座连接的上接头12、固定试样的上端帽9、连接上接头与上端帽的上链条11。在进行拉伸试验时，上链条11的一端通过上插销10与上端帽连接段相连，其另一端与上接头12相连。
试样8的安装方式如图2所示，两端通过高强胶与上端帽5和下端帽7的试样固定槽粘结为一体。
实施例2
本实施例中，直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具的结构如图3所示，包括与试验机底座连接的下接头2、固定试样的下端帽7、连接下接头与下端帽的下链条3、承接拉伸试验所破坏的试样和下端帽的支撑构件。所述下端帽7由试样固定槽和连接段构成，所述支撑构件由圆柱压缩螺旋弹簧13和托板14组成，下端帽试样固定槽和连接段的外径均小于圆柱压缩螺旋弹簧的内径。圆柱压缩螺旋弹簧13的自由高度H0大于下端帽、下链条及下接头高度之和3cm～6cm，初始压缩量(圆柱压缩螺旋弹簧套装时的压缩量)为其自由高度H0的15％～25％，最大载荷不小于试样、下端帽、托板及下链条重量之和。托板14的结构如图4、图5所示，由两块结构对称的矩形板组合而成，过孔15由两矩形板上的半圆形孔组合而成，且位于组合后的板状体的中心部位，过孔孔径大于下端帽连接段的外径、小于下端帽试样固定槽的外径及圆柱压缩螺旋弹簧的内径；矩形板组合面的两侧端部设置有凸耳，两块矩形板的一侧端部铰接，一侧端部螺纹连接，两矩形板也可通过插销组合。在进行拉伸试验时，上述构件的组装方式为：圆柱压缩螺旋弹簧13的一端与托板14连接或接触，圆柱压缩螺旋弹簧13的另一端与试验机底座连接或接触，下端帽7的连接段穿过托板上的过孔15通过下插销5与下链条3一端连接，下链条的另一端与下接头相连，下端帽的连接段、下链条和下接头套装在圆柱压缩螺旋弹簧内。
上位夹具的结构与试样8的安装方式如图3所示，与实施例1相同。
托板14还可以是整体式板，过孔15设置在板的中心部位，如图6所示。

Claims (4)

1、一种直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具，包括与试验机底座连接的下接头(2)、固定试样的下端帽(7)、连接下接头与下端帽的下链条(3)、承接拉伸试验所破坏的试样和下端帽的支撑构件，所述下端帽(7)由试样固定槽和连接段构成，其特征在于所述支撑构件为压缩螺旋弹簧(13)，压缩螺旋弹簧的一端与下端帽的试样固定槽连接或接触，螺旋弹簧的另一端与试验机底座连接或接触，下端帽的连接段、下链条和下接头套装在压缩螺旋弹簧内。
2、一种直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具，包括与试验机底座连接的下接头(2)、固定试样的下端帽(7)、连接下接头与下端帽的下链条(3)、承接拉伸试验所破坏的试样和下端帽的支撑构件，所述下端帽(7)由试样固定槽和连接段构成，其特征在于所述支撑构件由压缩螺旋弹簧(13)和托板(14)组成，托板上设置有过孔(15)，过孔孔径大于下端帽连接段的外轮廓、小于下端帽试样固定槽的外轮廓及压缩螺旋弹簧内径，压缩螺旋弹簧的一端与托板连接或接触，压缩螺旋弹簧的另一端与试验机底座连接或接触，下端帽的连接段穿过托板上的过孔与下链条连接，下端帽的连接段、下链条和下接头套装在压缩螺旋弹簧内。
3、根据权利要求2所述的直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具，其特征在于托板(14)由两块结构对称的板状体组合而成，过孔(15)由两板状体上的半圆形孔组合而成，且位于组合后的板状体的中心部位。
4、根据权利要求2所述的直接拉伸试验的弹簧支撑式下位夹具，其特征在于托板(14)为整体式板，过孔(15)设置在板的中心部位。
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