CN202757829U - 一种用于检测试样应力的加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于检测试样应力的加载装置，同时加载第一块试样和第二块试样，加载装置包括两个紧固螺栓和一个支撑部件，加载装置还包括应力表征结构和加载平台，应力表征结构用于表征第二块试样的弯曲挠度，应力表征结构包括支撑杆、固定组件、显示表和感应杆，支撑杆固定在加载平台上，显示表通过固定组件固定在支撑杆上，且显示表置于第二块试样下方，显示表和感应杆一端连接，工作状态时，感应杆的另一端和第二块试样下表面的中心位置紧贴，显示表、感应杆和第二块试样下表面的中心位置处于同一平面上。本实用新型通过感应杆对试样的弯曲挠度进行感应，通过显示表显示试样弯曲挠度，操作人员根据显示结果对试样加载的应力进行控制。

Description

一种用于检测试样应力的加载装置

技术领域

本实用新型涉及金属材料力学性能测试领域，特别涉及一种用于检测试样应力的加载装置。

背景技术

随着高含硫气田的不断开发，油气管道所面临的硫化氢腐蚀问题越来越突出。油气管道暴露在湿硫化氢环境中，氢原子就会进入金属构件材料内部、诱发各种形式的开裂，应力导向氢致开裂就是其中一种破坏力极强的失效形式，为了降低油气管道应力导向氢致开裂失效风险，提高油气管道使用安全可靠性和使用寿命，需要对油气管道试样在受拉伸应力、起裂应力和腐蚀环境共同作用下进行试验，从而对油气管道试样的抗贯穿厚度开裂性能进行评价。

但是目前的相关标准中却没有配套专门的加载装置，实际操作中，仅依靠简单的两个紧固螺栓和一个支撑块对油气管道试样进行自加载，很难实现应力加载要求。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

试验过程中，由于缺乏对试样弯曲挠度的同步表征，导致对试样加载的应力水平难以精确控制，极容易出现应力过载损坏试样，同时也影响试验结果的准确表述，无法对试样性能进行准确评价。

实用新型内容

为了解决现有技术中缺乏对试样弯曲挠度的同步表征，导致对试样加载的应力水平难以精确控制，极容易出现应力过载损坏试样，无法对油气管道试样性能进行准确评价的问题，本实用新型实施例提供了一种用于检测试样应力的加载装置。所述技术方案如下：

一种用于检测试样应力的加载装置，同时加载第一块试样和第二块试样，所述加载装置包括两个紧固螺栓和一个支撑部件，所述第一块试样和所述第二块试样之间设置有所述支撑部件，所述第一块试样和所述第二块试样两端分别通过所述两个紧固螺栓紧固，并通过所述两个紧固螺栓加载应力，所述加载装置还包括应力表征结构和加载平台，所述应力表征结构用于表征所述第二块试样的弯曲挠度，所述应力表征结构包括支撑杆、固定组件、显示表和感应杆，所述支撑杆固定在所述加载平台上，所述显示表通过所述固定组件固定在所述支撑杆上，且所述显示表置于所述第二块试样下方，所述显示表和所述感应杆一端连接，工作状态时，所述感应杆的另一端和所述第二块试样下表面的中心位置紧贴，所述显示表、所述感应杆和所述第二块试样下表面的中心位置处于同一直线上。

具体地，作为优选，所述支撑部件为支撑组件，所述支撑组件包括第一支撑件、连接件和第二支撑件，所述第一支撑件和所述第二支撑件通过所述连接件连接，所述第一支撑件和所述第二支撑件大小、形状均相同。

作为优选，所述第一支撑件和所述第二支撑件均为圆柱型钢锭。

进一步地，所述加载装置还包括应力平衡结构，所述应力平衡结构固定于所述支撑杆上，且所述应力平衡结构置于所述第一块试样上方，所述应力平衡结构用于控制所述两个紧固螺栓加载的应力平衡。

具体地，作为优选，所述应力平衡结构包括支杆、表盘、平衡杆、指针和托架，所述支杆的一端固定在所述支撑杆上，所述支杆的另一端固定有表盘，所述支杆与所述平衡杆的中心位置活动连接，所述平衡杆的中心位置还固装有所述指针，所述指针和所述第一块试样垂直且所述指针指向所述表盘，所述平衡杆的两端均安装有所述托架，所述托架和所述第一块试样垂直，非工作状态时，所述托架和所述第一块试样的上表面紧贴，所述指针和所述第一块试样的中心位置平齐。

进一步地，所述应力平衡结构还包括弹簧支架，所述弹簧支架置于所述支杆和所述平衡杆之间，所述弹簧支架一端和所述支杆连接，所述弹簧支架的另一端和所述平衡杆的中心位置活动连接，工作状态时，所述弹簧支架处于伸长状态，所述弹簧支架用于使所述托架和所述第一块试样的上表面紧贴。

作为优选，所述表盘中心纵向标有指示线，非工作状态时，所述指示线和所述指针平齐。

进一步地，所述加载装置还包括紧固结构，所述紧固结构包括一条轨道和两个紧固组件，所述轨道设置在所述加载平台上，所述轨道为平滑的长条状凸起且和所述两个紧固螺栓的连线平齐，所述紧固组件包括第一夹板、第二夹板和至少一螺栓，所述第一夹板和所述第二夹板长度相等，所述至少一螺栓穿过所述第一夹板，且所述至少一螺栓和所述第二夹板啮合，所述紧固组件的一端夹在每个紧固螺栓头部的两侧，所述紧固组件的另一端夹在所述轨道两侧，所述紧固组件可沿所述轨道滑动。

作为优选，所述第二夹板上设置有螺纹台，所述螺纹台内设置有螺纹孔，所述螺纹孔用于和所述至少一螺栓啮合。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型设置应力表征结构，通过感应杆对试样的弯曲挠度进行感应，并传送给显示表，通过显示表将试样的弯曲挠度进行显示，对试样加载应力进行同步度量，试验操作人员可根据显示表显示结果对试样加载的应力水平进行精确控制，从而避免出现应力过载损坏试样，使试验结果可以准确表述，对试样性能进行准确评价。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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。

图1是本实用新型所述的用于检测试样应力的加载装置的结构示意图；

图2是本实用新型所述的支撑组件的结构示意图；

图3是本实用新型所述的应力平衡结构的结构示意图；

图4是本实用新型所述的用于检测试样应力的加载装置的左视图。

其中：1第一块试样，

2第二块试样，

3紧固螺栓，

4支撑组件，41第一支撑件，42连接件，43第二支撑件，

5加载平台，

6应力表征结构，61支撑杆，62显示表，63感应杆，

7应力平衡结构，71支杆，711弹簧支架，72表盘，721指示线，

73平衡杆，74指针，75托架，

8轨道，

9紧固组件，91第一夹板，92第二夹板，921螺纹台，93螺栓。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，一种用于检测试样应力的加载装置，同时加载第一块试样1和第二块试样2，所述加载装置包括两个紧固螺栓3和一个支撑部件，所述第一块试样1和所述第二块试样2之间设置有所述支撑部件，所述第一块试样1和所述第二块试样2两端分别通过所述两个紧固螺栓3紧固，并通过所述两个紧固螺栓3加载应力，所述加载装置还包括应力表征结构6和加载平台5，所述应力表征结构6用于表征所述第二块试样2的弯曲挠度，所述应力表征结构6包括支撑杆61、固定组件、显示表62和感应杆63，所述支撑杆61固定在所述加载平台5上，所述显示表62通过所述固定组件固定在所述支撑杆61上，且所述显示表62置于所述第二块试样2下方，所述显示表62和所述感应杆63一端连接，工作状态时，所述感应杆63的另一端和所述第二块试样2下表面的中心位置紧贴，所述显示表62、所述感应杆63和所述第二块试样2下表面的中心位置处于同一直线上。

其中，固定组件为现有技术，一般采用几个固定螺栓和螺母配合，目的在于将显示表62固定在支撑杆63上即可；本实用新型设置了加载平台5，目的在于为试样应力加载试验提供试验平台，以便于试验的顺利实施；另外，在试样应力加载试验中，对第一块试样1和第二块试样2加载的应力是相同的，所以第一块试样1和第二块试样2的弯曲挠度也是相同的，应力表征结构6表征的第二块试样2的弯曲挠度，也是第一块试样1的弯曲挠度。

本实用新型通过设置应力表征结构6表征第二块试样2的弯曲挠度，通过感应杆63紧贴第二块试样2下表面的中心位置，在应力夹在过程中，随着第二块试样2两端应力的加强，第二块试样2中心位置渐渐弯曲，感应杆63对第二块试样2的弯曲挠度进行感应，并传送给显示表62，显示表62一般采用千分表，通过显示表62将第二块试样2的弯曲挠度进行显示，根据应力与弯曲挠度的转换公式，从而得知第二块试样2应力加载水平，对第二块试样2加载应力进行同步度量，试验操作人员可根据以上结果对试验试样加载的应力水平进行精确控制，从而避免出现应力过载损坏试验试样，使试验结果可以准确表述，对试验试样性能进行准确评价。

在实现本实用新型时，发明人发现在现有技术中，第一块试样和第二块试样之间垫有支撑块即一个钢锭作为支撑部件，此种结构在应力加载过程中，所述支撑块容易滑动，支点作用不稳固，从而影响应力加载准确度。

为了解决以上问题，具体地，如图2所示，所述支撑部件为支撑组件4，所述支撑组件4包括第一支撑件41、连接件42和第二支撑件43，所述第一支撑件41和所述第二支撑件43通过所述连接件42连接，所述第一支撑件41和所述第二支撑件43大小、形状均相同。

发明人通过将原有的两个分散钢锭加工连接在一起，作为一个整体的支撑组件4置设于第一块试样和第二块试样之间，如此可以使钢锭在第一块试样1和第二块试样2之间变为四个支点，从而使支撑组件4不易滑动，解决了支点不稳定的问题，使应力加载准确。作为优选，如图2所示，所述第一支撑件41和所述第二支撑件43均为圆柱型钢锭。

进一步地，如图1所示，所述加载装置还包括应力平衡结构7，所述应力平衡结构7固定于所述支撑杆61上，且所述应力平衡结构7置于所述第一块试样1上方，所述应力平衡结构7用于控制所述两个紧固螺栓3加载的应力平衡。

具体地，作为优选，如图3所示，也可参见图1，所述应力平衡结构7包括支杆71、表盘72、平衡杆73、指针74和托架75，所述支杆71的一端固定在所述支撑杆61上，所述支杆71的另一端固定有表盘72，所述支杆71通过螺栓与所述平衡杆73的中心位置活动连接，所述平衡杆73的中心位置还固装有所述指针74，所述指针74和所述第一块试样1垂直且所述指针74指向所述表盘72，所述平衡杆73的两端均安装有所述托架75，所述托架75和所述第一块试样1垂直，非工作状态时，所述托架75和所述第一块试样1的上表面紧贴，所述指针74和所述第一块试样1的中心位置平齐。

进一步地，如图3所示，也可参见图1，所述弹簧支架711置于所述支杆71和所述平衡杆73之间，所述弹簧支架711一端和所述支杆71连接，所述弹簧支架711的另一端和所述平衡杆73的中心位置活动连接，工作状态时，所述弹簧支架711处于伸长状态，所述弹簧支架711用于使所述托架75和所述第一块试样1的上表面紧贴。

作为优选，如图3所示，所述表盘72中心纵向标有指示线721，非工作状态时，所述指示线721和所述指针74平齐。

其中，非工作状态时，表盘72上的中心线、指针74和第一块试样1的中心位置是在同一直线上的，平衡杆73两端的托架75紧贴在第一块试样1的上表面，工作状态时，第一块试样1两端随着应力的增加而弯曲变形，如果第一块试样1两端的施加的应力水平不一样，必然会导致第一块试样1两端弯曲变形程度不同，从而致使和第一块试样1两端紧贴的平衡杆73两端的托架75产生高低位差，固定在平衡杆73上的指针74也会随之在表盘72上左右摆动，一旦指针74偏离中心指示线721则表明第一块试样1两端加载应力不平衡，应重新调节第一块试样1两端加载的应力，如此操作人员可以控制两端紧固螺栓3的应力加载平衡，使第一块试样1两端应力合理分布；第一块试样1在应力加载过程中两端弯曲变形会产生一定位移，在支杆71上装有弹簧支架711，在工作中使弹簧支架711一直处于伸长状态，如此，弹簧支架711的弹力可以保证托架75与第一块试样1一直紧密接触。

进一步地，如图4所示，也可参见图1，所述加载装置还包括紧固结构，所述紧固结构包括一条轨道8和两个紧固组件9，所述轨道8设置在所述加载平台5上，所述轨道8为平滑的长条状凸起且和所述两个紧固螺栓3的连线平齐，所述紧固组件9包括第一夹板91、第二夹板92和至少一螺栓93，所述第一夹板91和所述第二夹板92长度相等，所述至少一螺栓93穿过所述第一夹板91，且所述至少一螺栓93和所述第二夹板92啮合，所述紧固组件9的一端夹在每个紧固螺栓3头部的两侧，所述紧固组件9的另一端夹在所述轨道8两侧，所述紧固组件9可沿所述轨道8滑动。

作为优选，如图4所示，所述第二夹板92上设置有螺纹台921，所述螺纹台921内设置有螺纹孔，所述螺纹孔用于和所述至少一螺栓93啮合。

其中，用于试验的试样规格大小各自不同，而固定在试样两端对试样加载应力的两个紧固螺栓3之间的距离也会随之改变，本实用新型中紧固组件9通过和轨道8的配合可在轨道8上自由滑动，即两个紧固组件9之间的距离可以随意改变，从而紧固组件9可以和试样上的紧固螺栓3平齐并对其进行夹紧，以便能够迎合不同大小的试样，可更换性更强；根据实际需要，每个紧固组件9也可以设置多个螺栓93，一般采用蝶形螺栓，至少一螺栓93穿过第一夹板91和第二夹板92上的螺纹孔旋合，如此通过至少一螺栓93和螺纹孔旋合程度来控制两个夹板的夹持松紧度，即控制紧固组件9的紧固程度，从而使试样固定于加载平台5上，同时也能够夹紧紧固螺栓3而摆脱应力加载时紧固螺栓3转动影响应力加载的问题。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于检测试样应力的加载装置，同时加载第一块试样和第二块试样，所述加载装置包括两个紧固螺栓和一个支撑部件，所述第一块试样和所述第二块试样之间设置有所述支撑部件，所述第一块试样和所述第二块试样两端分别通过所述两个紧固螺栓紧固，并通过所述两个紧固螺栓加载应力，其特征在于，所述加载装置还包括应力表征结构和加载平台，所述应力表征结构用于表征所述第二块试样的弯曲挠度，所述应力表征结构包括支撑杆、固定组件、显示表和感应杆，所述支撑杆固定在所述加载平台上，所述显示表通过所述固定组件固定在所述支撑杆上，且所述显示表置于所述第二块试样下方，所述显示表和所述感应杆一端连接，工作状态时，所述感应杆的另一端和所述第二块试样下表面的中心位置紧贴，所述显示表、所述感应杆和所述第二块试样下表面的中心位置处于同一直线上。

2.根据权利要求1所述的加载装置，其特征在于，所述支撑部件为支撑组件，所述支撑组件包括第一支撑件、连接件和第二支撑件，所述第一支撑件和所述第二支撑件通过所述连接件连接，所述第一支撑件和所述第二支撑件大小、形状均相同。

3.根据权利要求2所述的加载装置，其特征在于，所述第一支撑件和所述第二支撑件均为圆柱型钢锭。

4.根据权利要求1所述的加载装置，其特征在于，所述加载装置还包括应力平衡结构，所述应力平衡结构固定于所述支撑杆上，且所述应力平衡结构置于所述第一块试样上方，所述应力平衡结构用于控制所述两个紧固螺栓加载的应力平衡。

5.根据权利要求4所述的加载装置，其特征在于，所述应力平衡结构包括支杆、表盘、平衡杆、指针和托架，所述支杆的一端固定在所述支撑杆上，所述支杆的另一端固定有表盘，所述支杆与所述平衡杆的中心位置活动连接，所述平衡杆的中心位置还固装有所述指针，所述指针和所述第一块试样垂直且所述指针指向所述表盘，所述平衡杆的两端均安装有所述托架，所述托架和所述第一块试样垂直，非工作状态时，所述托架和所述第一块试样的上表面紧贴，所述指针和所述第一块试样的中心位置平齐。

6.根据权利要求5所述的加载装置，其特征在于，所述应力平衡结构还包括弹簧支架，所述弹簧支架置于所述支杆和所述平衡杆之间，所述弹簧支架一端和所述支杆连接，所述弹簧支架的另一端和所述平衡杆的中心位置活动连接，工作状态时，所述弹簧支架处于伸长状态，所述弹簧支架用于使所述托架和所述第一块试样的上表面紧贴。

7.根据权利要求5所述的加载装置，其特征在于，所述表盘中心纵向标有指示线，非工作状态时，所述指示线和所述指针平齐。

8.根据权利要求1-7任意一项权利要求所述的加载装置，其特征在于，所述加载装置还包括紧固结构，所述紧固结构包括一条轨道和两个紧固组件，所述轨道设置在所述加载平台上，所述轨道为平滑的长条状凸起且和所述两个紧固螺栓的连线平齐，所述紧固组件包括第一夹板、第二夹板和至少一螺栓，所述第一夹板和所述第二夹板长度相等，所述至少一螺栓穿过所述第一夹板，且所述至少一螺栓和所述第二夹板啮合，所述紧固组件的一端夹在每个紧固螺栓头部的两侧，所述紧固组件的另一端夹在所述轨道两侧，所述紧固组件可沿所述轨道滑动。

9.根据权利要求8所述的加载装置，其特征在于，所述第二夹板上设置有螺纹台，所述螺纹台内设置有螺纹孔，所述螺纹孔用于和所述至少一螺栓啮合。

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