CN203579643U - 一种高速拉伸试样标距的刻划装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种高速拉伸试样标距的刻划装置，包括与试样两端接触且整体呈U型的纵向限位锁紧机构、重叠放置于试样上的模板、位于试样两侧的横向限位锁紧机构；纵向限位锁紧机构包括L型框体和位于L型框体长臂顶端的通过紧固螺栓连接的挡板；横向限位锁紧机构包括位于各试样之间的带有限位条的限位杆和锁紧外侧限位杆的螺栓杆，锁紧后的限位条与相邻试样和模板相咬合。可以高效率、低成本地实现板材高速拉伸试样标距刻划；保证各试样的刻划位置、标距平行度等的完全一致，从而减小甚至可以完全消除因无法对试样进行限位锁紧而导致的标距精度误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种刻划装置，尤其涉及一种高速拉伸板材试样的刻划装置。
背景技术
在汽车、航空航天等领域的新产品研发过程中，需要获得准确的强度、延伸率等高速拉伸性能数据，以提高CAE仿真分析精度并缩短新产品研发周期。目前主要采用液压伺服高速拉伸试验机获得这些数据。试验前将试样一端用静态夹具固定，另一端保持自由，待作动缸连同动态夹具一起加速到设定速度时，再将试样另一端夹住并加载，然后拉断试样。这一工作原理决定了高速拉伸试样必须设计成不同于静态拉伸对称试样的一端短、另一端长的非对称结构。而且，为实现较高的应变速率，高速拉伸试样标距要比静态拉伸试样标距小得多，通常选用25mm甚至更小。按照GB/T228《金属材料室温拉伸试验方法》的规定，静态拉伸试样的标距精度应小于±0.05mm。虽未见相关标准规定，为最大限度地提高仿真分析精度，高速拉伸试样的标距精度肯定要比静态的高。
由延伸率的定义可知，试样的标距精度主要受试样标距刻划技术的影响。目前只有静态拉伸试样标距刻划装置和方法的报道，未见高速拉伸试样标距刻划相关报道。目前采用静态拉伸试样标距刻划装置进行高速拉伸试样标距刻划。
而在静态拉伸板材试样标距刻划技术中，人工打标法效率低，手工测量误差大，导致各试样的标距质量不一。采用游标卡尺直接刻划得到的标距位置具有较大的随意性，不能保证标记线完全垂直于试样轴线。生产中广泛采用的电动打点机及众多专利报道的改进型打点装置，对于对称结构的静态试样，能在试样平行段内打出沿试样横轴即平行段横向中心线对称分布的等间距点；而对于非对称结构的高速试样，虽然能打出等间距点，但因打标机上没有对试样进行横向限位锁紧和纵向限位锁紧的机构而无法实现标距点在平行段横向中心线两侧的对称分布，势必带来较大的测量误差。而且打点装置受机械加工水平及操作因素影响较大，导致标距精度较低。
专利号CN201800034U《板材试样标距刻划器》虽因结构简单而减少机加工及人为误差，但因未将刻划器和试样限定在一起，刻划器容易因刻划时的受力而跑偏，造成划线位置和同轴度误差，另外，标记孔为容纳刻划笔必须留有一定宽度，造成刻划笔的运动轨迹不固定，容易带来标距尺寸误差，因此也不适于高速拉伸试样标距的刻划。
实用新型内容
为克服上述现有技术的缺点，提供一种结构简单、可进行横向限位锁紧和纵向限位锁紧、用于高速拉伸板材试样标距刻划的装置。
为达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：
一种高速拉伸试样标距的刻划装置，包括与试样两端接触且整体呈U型的纵向限位锁紧机构、重叠放置于试样上的模板、位于试样两侧的横向限位锁紧机构；纵向限位锁紧机构包括L型框体和位于L型框体长臂顶端的通过紧固螺栓连接的挡板；横向限位锁紧机构包括位于各试样之间的带有限位条的限位杆和锁紧外侧限位杆的螺栓杆，锁紧后的限位条与相邻试样和模板相咬合。
模板由两块组成，被锁紧时的形状为相应试样中部对称地去除一个长度等于标距宽度、宽度等于标距长度的矩形而余下的两部分。
限位条锁紧后的形状与试样过渡段和平行段相咬合，相邻两试样之间的限位条沿限位杆的方向可以是对称结构，也可以是非对称结构。
限位杆与试样长度相等，厚度大于试样厚度但不大于试样与相应模板的厚度之和。
螺栓杆两侧对称分布螺纹而中间无螺纹，螺母内侧的圆形挡片上设有一平缺口。
本实用新型的高速拉伸试样标距的刻划装置，可以高效率、低成本地实现板材高速拉伸试样标距刻划；保证各试样的刻划位置、标距平行度等的完全一致，从而减小甚至可以完全消除因无法对试样进行限位锁紧而导致的标距精度误差。
附图说明
图1为实施例1刻划装置示意图；
图2为实施例2刻划装置示意图；
图3为实施例3刻划装置示意图；
图4为螺栓杆示意图；
图5为高速拉伸试样示意图；
其中，1、试样一；2、试样二；3、纵向限位锁紧机构；4、模板一；5、模板二；6、横向限位锁紧机构；7、L型框体；8、紧固螺栓；9、挡板；10、限位条；11、限位杆；12、螺栓杆；13、过渡段；14、平行段；15、动态夹持段；16、静态夹持段。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
实施例1
见图1，高速拉伸试样一1的厚度3.0mm，长度550mm，宽度30mm，标距长度25mm，标距宽度10mm，圆弧过渡半径20mm。高速拉伸试样一1的标距刻划装置，包括与试样一1两端接触且整体呈U型的纵向限位锁紧机构3、重叠放置于试样一1上的模板一4、位于试样一1和模板一4两侧的横向限位锁紧机构6。
纵向限位锁紧机构3包括L型框体7和位于L型框体7长臂顶端的通过紧固螺栓8连接的挡板9，L型框体7和挡板9均由厚度10mm的钢板经激光加工而成。
横向限位锁紧机构6包括位于试样一1和模板一4两侧的带有限位条10的限位杆11和连接限位杆11的螺栓杆12。锁紧后的限位条10与试样一1和模板一4相咬合。
两根限位杆11的长度均为550mm，宽度和厚度均为4mm，限位条10的平行长度30mm，圆弧过渡半径20mm，锁紧后的限位条10与试样一1的过渡段13和平行段14相咬合，且沿限位杆11的方向呈对称结构，限位杆11和限位条10均由钢板经激光加工而成。
三根螺栓杆12的两端具有对称分布螺纹而中间无螺纹，其中两根位于试样一1的动态夹持段15，第三根位于试样一1的静态夹持段16。螺母内侧的圆形挡片上均设有一平缺口。
模板一4由两块经激光加工而成的厚度1.5mm、抗拉强度1200MPa的高强钢薄板组成。模板一4被锁紧时的形状相当于在试样一1中部对称地去除一个长度10mm、宽度25mm的矩形而余下的形 状。
实施例2
见图2，高速拉伸试样一1的厚度3mm，试样二2的厚度0.7mm，试样一1和试样二2的长度550mm，宽度30mm，标距长度25mm，标距宽度10mm，圆弧过渡半径20mm。高速拉伸试样一1和试样二2的标距刻划装置，包括与试样一1和试样二2两端接触且整体呈U型的纵向限位锁紧机构3、重叠放置于试样一1上的模板一4、重叠放置于试样二2上的模板二5、位于试样一1和试样二2两侧的横向限位锁紧机构6。
纵向限位锁紧机构3包括L型框体7和位于L型框体7长臂顶端的通过紧固螺栓8连接的挡板9，L型框体7和挡板9由厚度10mm的钢板经激光加工而成。
横向限位锁紧机构6包括位于试样一1、模板一4和试样二2、模板二5之间的带有限位条10的三根限位杆11和锁紧两根外侧限位杆11的螺栓杆12。
三根限位杆11的长度均为550mm，宽度和厚度均为4mm。限位条10均由厚度4mm钢板经激光加工而成，锁紧后的限位条10分别与试样一1和试样二2的过渡段13和平行段14相咬合，且沿限位杆11的方向呈对称结构，限位条10的平行长度30mm，圆弧过渡半径20mm，限位杆11和限位条10均由钢板经激光加工而成。
三根螺栓杆12的两端具有对称分布的螺纹而中间无螺纹，其中两根位于试样1、2的动态夹持段15，第三根位于试样1、2的静态夹持段16。螺母内侧的圆形挡片上设有一水平缺口。
模板一4的厚度1.5mm，模板二5的厚度3.8mm，分别由两块抗拉强度1200MPa的高强钢板经激光加工而成。模板一4和模板二5被锁紧时的形状，相当于在相应试样一1和试样二2中部对称地去除一个长度10mm、宽度25mm的矩形而余下的形状。
实施例3
见图3，高速拉伸试样一1和试样二2的长度均为550mm。试样一1的厚度3mm，宽度30mm，静态夹持段16长度100mm，标距长度25mm，标距宽度10mm，圆弧过渡半径20mm。试样二2的厚度0.7mm,宽度25mm，静态夹持段16长度130mm，标距长度20mm，标距宽度20mm，圆弧过渡半径10mm。高速拉伸试样一1和试样二2的标距刻划装置，包括与试样一1和试样二2两端均接触且整体呈U型的纵向限位锁紧机构3、重叠放置于试样一1上的模板一4、重叠放置于试样二2上的模板二5、位于试样一1和试样二2两侧的横向限位锁紧机构6。
纵向限位锁紧机构3包括L型框体7和位于L型框体7长臂顶端且通过紧固螺栓8连接的挡板9，L型框体7和挡板9由厚度10mm的钢板经激光加工而成。
横向限位锁紧机构6包括位于试样1、2和模板4、5之间的带有限位条10的三根限位杆11和锁紧外侧限位杆11的螺栓杆12。锁紧后的限位条10分别与试样一1、模板一4和试样二2、模板二5相咬合。
三根限位杆11的长度均为550mm,宽度和厚度均为4mm。位于试样一1、和试样二2之间的限位条10沿限位杆11呈非对称结构，限位条10与试样一1相邻部分的平行长度30mm，圆弧过渡半径20mm，而限位条10与试样2相邻部分的平行长度25mm，圆弧过渡 半径10mm，限位杆11和限位条10均由厚度4mm的钢板经激光加工而成。
螺栓杆12的两端具有对称分布螺纹而中间无螺纹，螺母内侧的圆形挡片上设有一水平缺口。
模板一4由两块厚度1.5mm、抗拉强度1200MPa的高强钢板经激光加工而成。模板一4被横向限位锁紧机构6夹紧时的形状相当于在试样一1中部对称地去除一个长度10mm、宽度25mm的矩形而余下的形状。
模板二5由两块厚度3.8mm、抗拉强度1200MPa的高强钢板经激光加工而成。模板二5被横向限位锁紧机构6夹紧时的形状相当于在试样二2中部对称地去除一个长度宽度均为20mm的矩形而余下的形状。
Claims (5)
1.一种高速拉伸试样标距的刻划装置，包括与试样两端接触且整体呈U型的纵向限位锁紧机构、重叠放置于试样上的模板、位于试样两侧的横向限位锁紧机构；纵向限位锁紧机构包括L型框体和位于L型框体长臂顶端的通过紧固螺栓连接的挡板；横向限位锁紧机构包括位于各试样之间的带有限位条的限位杆和锁紧外侧限位杆的螺栓杆，锁紧后的限位条与相邻试样和模板相咬合。
2.根据权利要求1所述的高速拉伸试样标距的刻划装置，其特征在于：所述的模板由两块组成，被锁紧时的形状为相应试样中部对称地去除一个长度等于标距宽度、宽度等于标距长度的矩形而余下的两部分。
3.根据权利要求1所述的高速拉伸试样标距的刻划装置，其特征在于：所述的限位条锁紧后的形状与试样过渡段和平行段相咬合，相邻两试样之间的限位条沿限位杆的方向是对称结构或非对称结构。
4.根据权利要求1所述的高速拉伸试样标距的刻划装置，其特征在于：所述的限位杆与试样长度相等，厚度大于试样厚度但不大于试样与相应模板的厚度之和。
5.根据权利要求1所述的高速拉伸试样标距的刻划装置，其特征在于：所述的螺栓杆两侧对称分布螺纹而中间无螺纹，螺母内侧的圆形挡片上设有一平缺口。
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Cited By (1)
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| CN109253902A (zh) * | 2017-07-13 | 2019-01-22 | 鞍钢股份有限公司 | 一种拉伸试样标距测划装置及方法 |
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| CN109253902A (zh) * | 2017-07-13 | 2019-01-22 | 鞍钢股份有限公司 | 一种拉伸试样标距测划装置及方法 |
| CN109253902B (zh) * | 2017-07-13 | 2021-04-02 | 鞍钢股份有限公司 | 一种拉伸试样标距测划装置及方法 |
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