CN202522482U - 一种用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计 - Google Patents

Abstract

一种用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计，包括上夹具、下夹具、连接杆、紧固件和距离测量装置，上夹具包括上壁和侧壁，上壁和侧壁在相互的连接端相互固定设置，连接杆的一端固定在上壁的自由端并且垂直于上壁，连接杆的另一端铰接在下夹具的一端，下夹具的另一端设置有基准面；紧固件包括至少一组，每组紧固件包括设置在上壁上的上紧固件和设置在下夹具上的下紧固件，当连接杆垂直于下夹具时，每组内的上紧固件和下紧固件之间的联系平行于连接杆。本实用新型可减少因试样偏心或者是引伸计打滑现象对管线钢屈服强度测量结果带来的误差，从而得出可靠的管线钢屈服强度值。

Description

一种用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计

技术领域

本实用新型涉及管线钢材料试验技术领域，尤其涉及一种用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计。

背景技术

管线钢材料的屈服强度(如Rt0.5)是表征管线钢力学性能最重要的指标之一。管线钢屈服强度的测试影响因素很多，包括加载速度、取样方向、试样形式、试样加工精度、材料时效、试样夹持方式、实验加载控制方式、屈服点选取、试验设备等。因此，为了得到可靠的试验测试结果，需要有效地减少各种不利因素的影响。对于一台特定的试验机而言，试验设备能力为客观影响因素，无法进行人为克服，而对于其他的影响因素，可以通过人为努力进行克服，从而得到良好的测试结果。

拉伸试样的夹持方式有单边夹持和双边夹持，不同的夹持方式对试验结果会产生一定的影响。传统的单边夹持引伸计一般采用橡皮筋或其他带弹性的材料将引伸计固定于试样上，引伸计以单侧刀口的形式与试样呈单边线性接触；传统的双边夹持引伸计则以双侧刀口的形式与试样呈双边线性接触。采用单边夹持引伸计时，一方面，引伸计的刀口可与试样表面形成相对较好的线性咬合紧固，而对引伸计起固定作用的橡皮筋或其他带弹性的材料与试样接触时呈面积型紧固，因此，可能在试验的过程中产生打滑现象；另一方面，单边夹持引伸计测量的是试样表面一侧的伸长，由于试验时拉伸试样不可避免地存在偏心拉伸的情况，试样一侧的伸长包含了因偏心产生的弯曲变形而导致的伸长或缩短，因此，试验的结果会不稳定，并产生比较大的误差。采用双边夹持引伸计时，由于能够测量试样双侧变形的平均值，不受试样偏心拉伸的影响，往往能测得相对较好的屈服强度结果，因此，对于要求较高的海底管线用管，通常要求采用双边夹持引伸计进行屈服强度测试，如2007版DNV-OS-F101(SUBMARINEPIPELINE SYSTEMS)中明确规定，在管线钢管母材屈服强度测试过程中，必须使用双边夹持引伸计。

传统的、以刀口的形式与拉伸试样表面呈双边线性接触的双边夹持引伸计，由于受刀口锋利程度以及试样表面粗糙度等方面的影响，也可能会在试验过程中产生引伸计打滑现象，从而影响试验结果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种新型的用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计，解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计，包括上夹具、下夹具、连接杆、紧固件和距离测量装置，所述上夹具包括上壁和侧壁，所述上壁和所述侧壁在相互的连接端相互固定设置，所述连接杆的一端固定在所述上壁的自由端并且垂直于所述上壁，所述连接杆的另一端铰接在所述下夹具的一端，所述下夹具的另一端设置有基准面；

所述侧壁的自由端上设置有棒状杆，所述棒状杆的外缘面包括平面和圆弧面两部分，所述棒状杆可转动的设置在所述侧壁内并且垂直于所述连接杆，所述棒状杆距离所述上壁最远的所述圆弧面上到所述上壁的距离等于所述连接杆的长度；

所述距离测量装置设置在所述上夹具上并且其测量方向对准所述基准面；

所述紧固件包括至少一组，每组所述紧固件包括设置在所述上壁上的上紧固件和设置在所述下夹具上的下紧固件，当所述连接杆垂直于所述下夹具时，每组内的所述上紧固件和所述下紧固件之间的联系平行于所述连接杆。

所述距离测量装置为千分尺，所述千分尺的量杆的自由端对准所述基准面。

所述上壁和所述侧壁相互垂直。

所述上壁和所述侧壁一体化成型而成。

所述棒状杆为棒状金属杆。

还包括连接弹簧，所述连接弹簧的一端连接在所述上壁上，另一端连接在所述下夹具上。

所述棒状杆上还设置有棒状杆转动杆。

至少一组所述紧固件设置在所述连接杆与所述基准面上的测量点之间的中部位置。

所述紧固件为紧固螺丝。

管线钢管拉伸试样的方式有板状试样、棒状试样和胀环试样三种，在管线钢管实际生产过程中，一般对于X80级以下的管线钢管拉伸试验，都选用板状试样。本实用新型的目的就是为了精确测量管线钢板状拉伸试样的屈服强度，可减少因试样偏心或者是引伸计打滑现象对管线钢屈服强度测量结果带来的误差，能可靠地测量出管线钢屈服强度值。

本实用新型的有益效果可以总结如下：

1，本实用新型可减少因试样偏心或者是引伸计打滑现象对管线钢屈服强度测量结果带来的误差，从而得出可靠的管线钢屈服强度值。

2，本实用新型属于双边夹持型引伸计，可以减少因拉伸试样偏心导致的测量误差；相对于传统的双边夹持引伸计，夹持时与试样表面呈点状接触，因此，受试验表面粗糙度及刀口锋利程度的影响小，夹持稳定，试验过程不打滑，减少了测量结果误差；

3，本实用新型易于操作，夹持方便。

附图说明

图1为夹持了板状试样的本实用新型示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型的主视结构示意图；

图4为本实用新型的侧视结构示意图；

图5为本实用新型的定位销结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图5所示的一种用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计，包括上夹具2、下夹具3、连接杆10、紧固件4和距离测量装置5，所述上夹具2包括上壁12和侧壁13，所述上壁12和所述侧壁13在相互的连接端相互固定设置，所述连接杆10的一端固定在所述上壁12的自由端并且垂直于所述上壁12，所述连接杆10的另一端铰接在所述下夹具3的一端，所述下夹具3的另一端设置有基准面7；所述侧壁13的自由端上设置有棒状杆8，所述棒状杆8的外缘面包括平面和圆弧面两部分，所述棒状杆8可转动的设置在所述侧壁13内并且垂直于所述连接杆10，所述棒状杆8距离所述上壁12最远的所述圆弧面上到所述上壁12的距离等于所述连接杆10的长度；所述距离测量装置5设置在所述上夹具2上并且其测量方向对准所述基准面7；所述紧固件4包括至少一组，每组所述紧固件4包括设置在所述上壁12上的上紧固件4和设置在所述下夹具3上的下紧固件4，当所述连接杆10垂直于所述下夹具3时，每组内的所述上紧固件4和所述下紧固件4之间的联系平行于所述连接杆10；所述距离测量装置5为千分尺，所述千分尺的量杆6的自由端对准所述基准面7；所述上壁12和所述侧壁13相互垂直；所述上壁12和所述侧壁13一体化成型而成；所述棒状杆8为棒状金属杆；所述紧固件4为紧固螺丝。在更加优选的实施例中，所述用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计还包括连接弹簧11，所述连接弹簧11的一端连接在所述上壁12上，另一端连接在所述下夹具3上；所述棒状杆8上还设置有棒状杆8转动杆9；至少一组所述紧固件4设置在所述连接杆10与所述基准面7上的测量点之间的中部位置。

具体分析：

本实用新型所涉及的引伸计主要由三部分组成：感受变形部分、传递部分和指示部分。夹有试样1的引伸计结构如图1所示，引伸计的俯视图、主视图和侧视图分别如图2、3、4所示。

(1)感受变形部分

主要由对上、下夹具以及上、下夹具中部的4个拉伸试样紧固螺丝组成，上夹具2呈角钢型结构，下夹具3呈平面结构，试样的紧固螺丝直接与试样1接触。上、下夹具间通过连接杆10和连接弹簧11相连接，其中连接杆10与上夹具2间呈固定链接，不能自由活动，与下夹具3呈铰链式连接，因此，在不紧固试样1时，下夹具3可通过与连接杆10的铰链式连接点相对上夹具2在连接弹簧11的作用范围内自由转动。下夹具3远离连接杆10的一端有一个基准平台，作为与千分尺量杆6尖端接触的基准面7。对于同一种壁厚的试样1，上、下夹具各有一个位于同侧的螺丝是固定的，上、下夹具各自的另外一个紧固螺丝用于调节，以紧固住拉伸试样1，同时以使上、下夹具在试验过程中感受变形。紧固螺丝具有较高的硬度和耐磨性，并且与试样1表面呈点状接触。

(2)传递部分

引伸计定位销结构如图5所示，定位插销的结构包括一个转动杆9以及一根带有圆弧面和平面两部分的棒状金属杆，定位销的棒状金属杆位于上夹具2与下夹具3垂直一侧的平面内，并可沿壁厚中心自由转动，如图1中8所示，棒状金属杆的中心线与下夹具3平行。夹持时，旋转定位销的转动杆9，使得定位销棒状金属杆的圆弧面与下夹具3相接触，此时，下夹具3和上夹具2的一个平面正好平行，上、下夹具的紧固螺丝间的距离正好等于试样1的标距，也即是等于连接杆10的长度，旋紧上、下夹具的紧固螺丝，将引伸计固定于拉伸试样1上，然后再旋动定位销的转动杆9，使得定位销棒状金属杆的平面部分与下夹具3相对，则此时上夹具2与下夹具3垂直一侧的平面与下夹具3间不再接触，即可开始进行试验。此时，下夹具3的基准平台也已压迫到千分表的量杆6，使得千分表有一定读数。

紧固螺丝在上、下夹具的位置正好处于上、下夹具的连接杆10与千分表量杆6之间的中部位置，这样，当上、下夹具的紧固螺丝之间的距离发生变化时，上、下夹具则以连接杆10与下夹具3链接处的铰链点为支点，其相对位置呈扇形状张开，根据杠杆原理，上、下夹具的紧固螺丝间张开的距离与千分表测得的量杆6相对于下夹具3基准面7张开的距离比例为1∶2。

引伸计工作时，传递部分的任务就是将试样标距范围内的变形量传递到指示部分，并在该部分反应出来。

(3)指示部分

引伸计的指示部分可以是一个千分表(分度值为0.001mm)，试验开始后通过千分表量杆6测得的与基准面7间距离的变化，通过比例换算，直接读出试样标距范围内的应变量。

引伸计指示部分也可以通过电子信号转换装置(通过与下夹具3基准平台接触的量杆6使弹性元件产生应变，应变片将其转化为电阻变化量，再用适当的测量放大电路转化为电压信号，从而传到与之相连接的计算机上)，从与电于信号转换装置相连的计算机上直接读出应变量。

管线钢拉伸试验一般采用50mm的定标距试样1，当材料的规定总延伸率为0.5％(即应力-应变曲线上Rt_0.5处对应的应变值)时，其标距内的变形量为0.025mm，则此时千分表上读数变化(或者弹性元件变形量)为0.05mm。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计，其特征在于：包括上夹具、下夹具、连接杆、紧固件和距离测量装置，所述上夹具包括上壁和侧壁，所述上壁和所述侧壁在相互的连接端相互固定设置，所述连接杆的一端固定在所述上壁的自由端并且垂直于所述上壁，所述连接杆的另一端铰接在所述下夹具的一端，所述下夹具的另一端设置有基准面；

所述侧壁的自由端上设置有棒状杆，所述棒状杆的外缘面包括平面和圆弧面两部分，所述棒状杆可转动的设置在所述侧壁内并且垂直于所述连接杆，所述棒状杆距离所述上壁最远的所述圆弧面上到所述上壁的距离等于所述连接杆的长度；

所述距离测量装置设置在所述上夹具上并且其测量方向对准所述基准面；

所述紧固件包括至少一组，每组所述紧固件包括设置在所述上壁上的上紧固件和设置在所述下夹具上的下紧固件，当所述连接杆垂直于所述下夹具时，每组内的所述上紧固件和所述下紧固件之间的联系平行于所述连接杆。

2.根据权利要求1所述的用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计，其特征在于：所述距离测量装置为千分尺，所述千分尺的量杆的自由端对准所述基准面。

3.根据权利要求1所述的用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计，其特征在于：所述上壁和所述侧壁相互垂直。

4.根据权利要求1所述的用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计，其特征在于：所述上壁和所述侧壁一体化成型而成。

5.根据权利要求4所述的用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计，其特征在于：所述棒状杆为棒状金属杆。

6.根据权利要求1所述的用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计，其特征在于：还包括连接弹簧，所述连接弹簧的一端连接在所述上壁上，另一端连接在所述下夹具上。

7.根据权利要求1所述的用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计，其特征在于：所述棒状杆上还设置有棒状杆转动杆。

8.根据权利要求1所述的用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计，其特征在于：至少一组所述紧固件设置在所述连接杆与所述基准面上的测量点之间的中部位置。

9.根据权利要求1所述的用于管线钢板状拉伸试样屈服强度测量的引伸计，其特征在于：所述紧固件为紧固螺丝。

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