CN203069443U - 高温拉伸试验专用夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高温拉伸试验专用夹具，包括两个辅助夹具，两个辅助夹具皆有一端与试样的两端分别紧固连接，每个辅助夹具还皆有另一端分别通过夹头装置装夹到试验机系统中，在试样中间焊接热电偶，试样为小于标准试样长度的专用试样，分体式辅助夹具与试样通过螺纹配合形成与标准试样长度一致的拉伸组合件，靠近试样与辅助夹具的配合处的拉伸组合件外表面部分与夹头装置紧密接触。应用于热模拟试验机系统，可保证高温拉伸试验数据完整性和重复性。采用的物理模拟技术是利用小的实验模型，模拟实际工况下服役条件，通过对拉断试样二次高温拉伸试验，节约了实验成本，提高实验准确性，并使实验周期大大缩短。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种材料力学试验装置，特别是一种拉拉伸试验装置。
背景技术
高温拉伸试验是研究高温塑性常用的研究方法，试验中一般温度、加载速率是恒定的。通过高温拉伸试验可以得到连铸坯材料的基本力学性能指标，如弹性极限σe、弹性模量E、屈服强度σs、抗拉强度σb、断面收缩率ψ等，通过对这些指标的综合分析可以制定合适的连铸工艺，避免开裂的发生，提高产品质量和生产效率，另外高温拉伸试验也为新开发钢种连铸过程数值模拟提供重要的基础数据。
传统的高温拉伸试验大量采用φ10×120mm的两端带螺纹结构的圆柱形试样，试样两端通过与螺母的配合装夹到特制的铜制夹具中，装夹到试验机完成高温拉伸试验，试验获得数据对于指导实际生产具有重要意义。
随着社会节能减排的发展要求，新型高强度钢得到的较快发展，这给钢材连铸生产制造的发生带了新的挑战。目前国内的高强度钢的连铸研究进入了新的阶段，研究在重点汇聚在高强度合金钢的发展，对于高温塑性的研究多采用高温拉伸试验办法，但由于高温拉伸试验需要的材料成本和加工成本较高，而且实际试验中因为材料均温性，热电偶掉落等难免出现异常或无效数据，如果试验缺乏必要验证补充，对于试验的准确性难免产生影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种高温拉伸试验专用夹具，应用于高性能美国制造Gleeble-3500物理模拟系统，可保证高温拉伸试验数据完整性和重复性。采用的物理模拟技术是利用小的实验模型，模拟实际工况下服役条件，通过对拉断试样二次高温拉伸试验，节约了实验成本，提高实验准确性，并使实验周期大大缩短。
为达到上述发明创造目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种高温拉伸试验专用夹具，包括两个辅助夹具，两个辅助夹具皆有一端与试样的两端分别紧固连接，每个辅助夹具还皆有另一端分别通过夹头装置装夹到试验机系统中，在试样中间焊接热电偶，试样为小于标准试样长度的专用试样，辅助夹具与试样通过螺纹配合形成与标准试样长度一致的拉伸组合件，靠近试样与辅助夹具的配合处的拉伸组合件外表面部分与夹头装置紧密接触。
上述辅助夹具的形状与试样一致。
上述拉伸组合件与夹头装置直接接触的部位对称，且接触面积相等。
本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点：
1. 本实用新型高温拉伸试验专用夹具针对高温拉伸试验设计的专用试样夹具，主要是应用于完成的高温拉伸断后的试样进行再次的拉伸试验，通过专用夹具与断裂加工后试样螺纹配合，保证了尺寸与原始标准试样的一致性，以保证试验的准确性；
2．原始标准试样需要大量原材料，经线切割，磨床，攻丝等工序，成本较高，若要进行大量重复实验需要较大投入，拉断后的试样得不到利用；本实用新型高温拉伸试验专用夹具可保证高温拉伸试样的完整性及试验的重复性，解决了实际实验过程中试验材料缺乏，数据重复性不好的问题，提高了试验精度，节约了试验成本。
附图说明
图1是本实用新型的拉伸组合件的组件爆炸图。
图2是本实用新型高温拉伸试验专用夹具的安装和拉伸示意图。
图3是使用本实用新型高温拉伸试验专用夹具的拉伸试验与标准实验数值对比。
具体实施方式
本实用新型的优选实施例结合附图说明如下：
参见图1～图3，一种高温拉伸试验专用夹具，包括两个辅助夹具2，两个辅助夹具2皆有一端与试样1的两端分别紧固连接，每个辅助夹具2还皆有另一端分别通过夹头装置3装夹到试验机系统中，在试样1中间焊接热电偶，试样1为小于标准试样长度的专用试样，辅助夹具2与试样1通过螺纹配合形成与标准试样长度一致的拉伸组合件，靠近试样1与辅助夹具2的配合处的拉伸组合件外表面部分与夹头装置紧密接触。在本实施例中，试样1与两个辅助夹具2通过M6螺纹配合形成与标准试样长度一致的试样，试样1与辅助夹具2配合处电阻较大，加热过程中产生的热量通过Gleeble-3500专用的铜质模块导走，保证此处试样强度。本实用新型高温拉伸试验专用夹具适用于Gleeble-3500热模拟试验机的高温拉伸试验，可使高温拉伸试验数据完整性及重复性得到保证，解决了实际实验过程中试验材料缺乏，数据重复性不好的问题，大大提高了试验精度，节约了试验成本。
在本实施例中，上述辅助夹具2的直径与试样1一致。
在本实施例中，上述拉伸组合件与夹头装置直接接触的部位对称，且接触面积相等。
在本实施例中，将拉断的样品加工成如图1的拉伸组合件的组件，通过试样1两端与辅助夹具2的配合成与原始标准尺寸相同的试样，在试样1中间焊接热电偶后装入铜制夹头装置中，即辅助夹具2一端通过螺纹配合与Gleeble-3500热模拟试验机专用的铜制的嵌合模块4紧固连接，嵌合模块4嵌入Gleeble-3500热模拟试验机的拉伸机构的夹头装置3中，调整使热电偶处于中间，夹头装置中包住的试样尺寸一致，以保证电阻均温区一直位于试样中间，试样1安装后的效果图如附图2所示，夹具2以嵌套的形式装卡在Gleeble-3500试验机上。拉伸组合件总长度为42mm，其中辅助夹具2可采用M6内螺纹，其内螺纹深度为10mm，加工过程中优先保证专用试样φ10部分尺寸为36mm，M6外螺纹长度为5~10mm。在试验机上执行1×10-3/s的拉伸速率，通过数据采集系统采集温度，位移及力值数据，通过测量原始试样直径与断口直径，依ψ= 
计算得到该温度下的断面收缩率，由试验机原始数据得到最大力Fmax，按照σb=
获得抗拉强度。
通过对本实施例高温拉伸试验专用夹具高温拉伸试样1与采用原始标准试样实验的结果进行对比，拉伸实验的数据的应力应变曲线对比图如图3所示。
上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合用于本实用新型高温拉伸试验专用夹具的结构和构造原理，都属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种高温拉伸试验专用夹具，包括两个辅助夹具（2），两个所述辅助夹具（2）皆有一端与试样（1）的两端分别紧固连接，每个辅助夹具（2）还皆有另一端分别通过夹头装置（3）装夹到试验机系统中，在试样（1）中间焊接热电偶，其特征在于：所述试样（1）为小于标准试样长度的专用试样，所述辅助夹具（2）与试样（1）通过螺纹配合形成与标准试样长度一致的拉伸组合件，靠近所述试样（1）与所述辅助夹具（2）的配合处的所述拉伸组合件外表面部分与夹头装置紧密接触。
2.根据权利要求1所述的高温拉伸试验专用夹具，其特征在于：所述辅助夹具（2）的直径与所述试样（1）一致。
3.根据权利要求1或2所述的高温拉伸试验专用夹具，其特征在于：所述拉伸组合件与所述夹头装置直接接触的部位对称，且接触面积相等。
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