CN204584029U - 一种多向压缩试验模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种多向压缩试验模具，属于多向压缩试验领域；本实用新型所述模具解决现有技术中单向压缩试验不能测定材料处于多向应力状态的下的力学性能指标的问题。该模具由凹模和多种规格的冲头组成，压缩试样置于凹模腔内，凹模一端由夹具固定，冲头由另一端夹具固定，将整套模具放置在Gleeble1500热/力试验机或者Gleeble3800热/力试验机中，对试样进行多向压缩试验；本实用新型可以进行多种材料的多向压缩试验，具有结构简单、控制方便、得到的实验结果能测得材料处于多向应力状态下力学性能的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多向压缩试验模具，属于多向压缩试验领域。
背景技术
材料力学性能指标是结构设计、材料选择、工艺评价以及材料检验的主要依据。目前测定材料力学性能最常用的方法是静载荷方法，即在温度、应力状态和加载速率都固定不变的状态下测定力学性能指标的一种方法。单向压缩试验一般是指在常温、单向静载荷作用下，用光滑试样测定材料力学性能的试验。试样采用圆柱形，短圆柱形试样（长度10~25mm）用作破坏试验，长圆柱形试样（长度25mm），用于测弹性性能和微量塑性变形抗力。试样破坏时的最大压缩载荷除以试样的横截面积，称为压缩强度极限或抗压强度。单向压缩试验主要适用于脆性材料和低塑性材料。
上述单向压缩试验得到的材料性能指标主要是材料在单向静载荷作用下的力学性能。但在工程实际中，许多构件的受力状态很复杂，受力方式不同，反映出的材料的应力状态即力学性能也不同。很多构件往往处于多向应力的状态，有必要对材料进行不同应力状态下的力学性能试验以测定其力学性能。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服单向压缩试验不能测定材料处于多向应力状态下的力学性能的缺点，本实用新型提供一种多向压缩试验验模具，使压缩试样处于多向应力的状态下进行多向压缩试验测定其力学性能；本实用新型模具结构简单，易加工，耐高温，能够有效的完成多向压缩试验。
所述多向压缩试验模具包括凹模1、冲头2、试验机夹头3，凹模1包括横向盲孔4、纵向盲孔6、模具夹持端5、抬肩7，横向盲孔3和纵向盲孔4垂直连通，模具夹持端5、冲头2分别与试验机夹头连接。
所述纵向盲孔6的内径为D，其范围为4-8 mm，纵向盲孔6的外径为1.9-2.5倍D，纵向盲孔6高度为4.5-5.5倍的D，横向盲孔4的内径为1.5-3.5倍D，横向盲孔4的外径为2.5-3.0倍D；模具夹持端5的直径和横向盲孔4的外径相同、长度为5.0-6.5倍D，横向盲孔4的长度为3.0-4.5倍的D，模具圆角8半径为0.2-0.3倍的D，抬肩7的长度为0.7-1.0倍的D，冲头2的直径与横向盲孔4的内径相同、长度为5.0-7.5倍D。
本实用新型的原理是：采用压缩试验机进行多向压缩试验，试验时，压缩式样置于凹模1的横向盲孔4内，凹模1的模具夹持端5固定在试验机夹头3上，冲头2固定在另一个试验机夹头上，试验时由冲头与压缩式样接触并压缩；最终得到所需的变形量，变形温度和变形速率的压缩试样。在实施此方法的过程当中，由于压缩产生的高温与应力集中都有赖于模具的高温强度和抗压强度来克服。
本实用新型的有益效果是：
（1）采用本实用新型，进行压缩试验，在压缩过程中，材料在多向应力的状态下变形，得到不同温度、不同应变量、不同应变速率下的力学性能；
（2）本实用新型结构简单，容易加工和实施。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1-凹模；2-冲头；3-试验机夹头；4-横向盲孔；5-模具夹持端；6-纵向盲孔；7-抬肩；8-模具圆角。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
本实施例所述多向压缩试验模具包括凹模1、冲头2、试验机夹头3，凹模1包括横向盲孔4、纵向盲孔6、模具夹持端5、抬肩7，横向盲孔3和纵向盲孔4垂直连通，模具夹持端5、冲头2分别与试验机夹头连接。
所述纵向盲孔6的内径为D为5cm，纵向盲孔6的外径为1.9倍D，纵向盲孔6高度为4.5倍的D，横向盲孔4的内径为1.6倍D，横向盲孔4的外径为2.5倍D；模具夹持端5的直径和横向盲孔4的外径相同、长度为5.0倍D，横向盲孔4的长度为3.0倍的D，模具圆角8半径为0.2倍的D，抬肩7的长度为0.7倍的D，冲头2的直径与横向盲孔4的内径相同、长度为5.0倍D。
本实用新型所述模具使用过程包括如下步骤：
（1）本实施例中，压缩式样采用应变诱导熔化激活法（SIMA法：Strain Induced Melt Activation）制备的半固态ZCuSn10铜合金坯料，在此半固态试样的固液温度区间进行多向压缩试验，压缩变形量为20%，压缩速率为1s-1，利用差示扫描量热法（DSC）测量得该合金的固相线温度为833 ℃，液相线温度为1020 ℃。
（2）压缩试样加工成Φ8×12 mm，将放有压缩式样的模具置于Gleeble1500热/力模拟机上进行多向压缩试验，压缩试验条件为：室温以10℃/s升温速度加热至850℃，然后以2℃/s升温速度加热至900 ℃，保温10 s，然后以应变速率1 s-1，变形量20%进行热压缩，压缩之后立刻水淬；最终该模具能帮助试验顺利完成。
实施例2
本实施例所述多向压缩试验模具包括凹模1、冲头2、试验机夹头3，凹模1包括横向盲孔4、纵向盲孔6、模具夹持端5、抬肩7，横向盲孔3和纵向盲孔4垂直连通，模具夹持端5、冲头2分别与试验机夹头连接。
所述纵向盲孔6的内径为D为5cm，纵向盲孔6的外径为2.5倍D，纵向盲孔6高度为5.5倍的D，横向盲孔4的内径为2倍D，横向盲孔4的外径为3.0倍D；模具夹持端5的直径和横向盲孔4的外径相同、长度为6.5倍D，横向盲孔4的长度为4.5倍的D，模具圆角8半径为0.3倍的D，抬肩7的长度为1.0倍的D，冲头2的直径与横向盲孔4的内径相同、长度为7.5倍D。
本实用新型所述模具使用过程包括如下步骤：
（1）本实施例中，压缩试样采用SIMA法制备的半固态ZCuSn10铜合金坯料，在此半固态试样的固液温度区间进行多向压缩试验，压缩变形量为20%，压缩速率为1 s-1，利用差示扫描量热法（DSC）测量得该合金的固相线温度为833 ℃，液相线温度为1020 ℃。
（2）压缩试样加工成Φ10×15 mm，将放有压缩式样的模具置于Gleeble1500热/力模拟机上进行多向压缩试验，压缩试验条件为：室温以10 ℃/s升温速度加热至850 ℃，然后以2 ℃/s升温速度加热至900 ℃，保温10 s，然后以应变速率1 s-1，变形量20%进行热压缩，压缩之后立刻水淬；最终该模具能帮助试验顺利完成。
实施例3
本实施例所述多向压缩试验模具包括凹模1、冲头2、试验机夹头3，凹模1包括横向盲孔4、纵向盲孔6、模具夹持端5、抬肩7，横向盲孔3和纵向盲孔4垂直连通，模具夹持端5、冲头2分别与试验机夹头连接。
所述纵向盲孔6的内径为D为5 cm，纵向盲孔6的外径为1.9-2.5倍D，纵向盲孔6高度为5倍的D，横向盲孔4的内径为2.4倍D，横向盲孔4的外径为2.8倍D；模具夹持端5的直径和横向盲孔4的外径相同、长度为6倍D，横向盲孔4的长度为4倍的D，模具圆角8半径为0.25倍的D，抬肩7的长度为0.8倍的D，冲头2的直径与横向盲孔4的内径相同、长度为6倍D。
本实用新型所述模具使用过程包括如下步骤：
（1）本实施例中，压缩试样采用SIMA法制备的半固态ZCuSn10铜合金坯料，在此半固态试样的固液温度区间进行多向压缩试验，压缩变形量为20%，压缩速率为1 s-1，利用差示扫描量热法（DSC）测量得该合金的固相线温度为833 ℃，液相线温度为1020 ℃。
（2）压缩试样加工成Φ12×16 mm，将放有压缩式样的模具置于Gleeble1500热/力模拟机上进行多向压缩试验，压缩试验条件为：室温以10 ℃/s升温速度加热至850 ℃，然后以2 ℃/s升温速度加热至900 ℃，保温10 s，然后以应变速率1 s-1，变形量20%进行热压缩，压缩之后立刻水淬；最终该模具能帮助试验顺利完成。
Claims (2)
1.一种多向压缩试验模具，其特征在于：包括凹模（1）、冲头（2）、试验机夹头（3），凹模（1）包括横向盲孔（4）、纵向盲孔（6）、模具夹持端（5）、抬肩（7），横向盲孔（4）和纵向盲孔（6）垂直连通，模具夹持端（5）、冲头（2）分别与试验机夹头连接。
2.根据权利要求1所述的多向压缩试验模具，其特征在于：所述纵向盲孔（6）的内径为D，其范围为4-8 mm，纵向盲孔（6）的外径为1.9-2.5倍D，纵向盲孔（6）高度为4.5-5.5倍的D，横向盲孔（4）的内径为1.5-3.5倍D，横向盲孔（4）的外径为2.5-3.0倍D；模具夹持端（5）的直径和横向盲孔（4）的外径相同、长度为5.0-6.5倍D，横向盲孔（4）的长度为3.0-4.5倍的D，模具圆角（8）半径为0.2-0.3倍的D，抬肩（7）的长度为0.7-1.0倍的D，冲头（2）的直径与横向盲孔（4）的内径相同、长度为5.0-7.5倍D。
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| CN110879179A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-03-13 | 鞍钢股份有限公司 | 一种板形试样的高温压缩装置及试验方法 |
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2015
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