CN204881931U - 残余应力标定试验用框架式平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种残余应力标定试验用框架式平台。该框架式平台包括框架本体、设置在框架本体内的垫片、以及用于固定垫片的顶紧螺母，框架本体包括两个形状相同的侧面安装板以及四根连接杆，两个侧面安装板上四个对称的顶点通过连接杆固定连接形成中空立方体形状的框架，两个侧面安装板上对称开设有若干个用于安装顶紧螺母的螺孔。该框架式平台通过顶紧螺母与标定试样固定在一起，能够整体被磁性底座吸附，为残余应力测定装置提供了吸附平台，使得残余应力标定试验既不受标定板尺寸的限制，最大限度地降低了试验对拉伸试验机吨位的要求，又不受磁性材料性质的约束，拓宽了适用范围。

Description

残余应力标定试验用框架式平台

技术领域

本实用新型涉及残余应力测试技术领域，具体地指一种残余应力标定试验用框架式平台。

背景技术

残余应力是钢材由于轧制或者加工后产生的内应力。残余应力在工业生产中有很大的危害，其表现在：(1)残余应力过大，钢材在使用之前或加工过程中会发生翘曲，从而影响下料和安装，甚至会造成钢板直接报废，带来极大的经济损失；(2)对于已经服役的构件，残余应力会缩短构件的使用寿命，使构件在强度等指标上达不到设计要求，从而埋下严重的安全隐患。

残余应力的检测就是要对钢板或已服役构件的残余应力进行定量测试，为下一步的安装制造和安全性的评价提供技术支持。首先，在加工前通过测试残余应力可以确定哪些钢板是合格可以使用的，哪些是必须消应处理的；第二，对于已服役的构件，检测出由于残余应力影响使用寿命的区域或者构件，通过及时更换和处理，可以排除重大安全事故的发生；第三，残余应力测试还可以对已破坏的构件进行残余应力测试，为构件失效分析提供理论依据。

残余应力测试的方法很多，有全释放法、压痕应变法、盲孔应变法、X射线法等。这些方法各有利弊，有的由于设备原因不适用于现场作业，有的必须将钢板或构件进行切割或钻孔等破坏性的处理。相对而言，压痕应变法(又称压痕法)是一个值得推广的残余应力测试方法，一方面它几乎不对钢板或构件产生任何破坏，不会影响钢板和构件的继续使用；另一方面，设备比较简易，便于携带，适用于现场作业。

压痕法在测试之前必须对待测材料进行残余应力测试前的标定，得到该种材料的标定参数。而目前已知的标定参数只有16Mn、Q235等常见材料的标定参数。对于其他材料和新开发的材料没有相应的标定系数，如果使用相近材料的标定参数，测试结果的精确度又无法保证。因此，对已有的和新研发的材料进行残余应力标定参数测定具有重要的意义。确定残余应力标定参数的方法在GB/T24179-2009中有专门的规范，该规范中对标定试样的尺寸、测点的数量和距离都做了规定。

然而，现有的残余应力标定法在实际标定过程中，主要存在如下缺陷：(1)GB/T24179-2009规定标定板的宽度在50～100mm，厚度不小于12mm，如果标定板宽度取的太大，绝大多数的拉伸试验机无法达到吨位要求，如果取的宽度较小，测试装置的三个磁性支座无法在钢板上吸附定位，而残余应力标定试验对测试装置的定位和稳定有非常高的要求，装置的倾斜、晃动都可能造成测试数据的很大误差；(2)目前试验室较为常用的是立式拉伸试验机，这就会使得装置不能进行竖向定位，导致操作困难；(3)残余应力测试装置的底座为磁性部件，待测材料若是无磁性材料，例如奥氏体不锈钢、有色金属材料等，则不能被磁性底座吸住，那么测试装置不能吸附定位，适用范围十分有限。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种残余应力标定试验用框架式平台。该框架式平台通过顶紧螺母与标定试样固定在一起，能够整体被磁性底座吸附，为残余应力测定装置提供了吸附平台，使得残余应力标定试验既不受标定板尺寸的限制，最大限度地降低了试验对拉伸试验机吨位的要求，又不受磁性材料性质的约束，拓宽了适用范围。

为实现上述目的，本实用新型所设计的残余应力标定试验用框架式平台，包括框架本体、设置在框架本体内的垫片、以及用于固定垫片的顶紧螺母，框架本体包括两个形状相同的侧面安装板以及四根连接杆，两个侧面安装板上四个对称的顶点通过连接杆固定连接形成中空立方体形状的框架，两个侧面安装板上对称开设有若干个用于安装顶紧螺母的螺孔，螺孔优选的数量为2个。

进一步地，所述框架本体其中一面上的两根连接杆内侧对称设有两个凸起的靠尺，从而有利于标定试样在框架本体中进行定位，使标定试样和框架本体的一面保持平行。

进一步地，所述垫片呈横截面为矩形的扁平条状，其一侧扁平面设有均匀密布的横向细槽，从而增加了垫片与标定试样之间的摩擦力，其另一侧扁平面设有与螺孔相对应的圆形凹槽，既能对螺孔起到定位的作用，又能防止顶紧螺母错位和滑动。

再进一步地，所述顶紧螺母为内六角螺母，其前端3～7mm区域为光滑无螺纹的光杆，从而能与垫片上的圆形凹槽更好地抵住配合。

更进一步地，所述框架本体为磁性材质框架，能够被残余应力标定装置的磁性底座吸附，所述垫片为软金属材质垫片，避免了夹持时破坏标定试样的表面。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

其一，本实用新型使得残余应力标定试验不受标定试样尺寸的限制，在规范允许范围内可以使用宽度尽可能小的标定试样，从而最大限度地降低了试验对拉伸试验机吨位的要求。

其二，本实用新型解决了目前试验室常见的立式拉伸试验机进行残余应力标定试验的困难，不用新购卧式拉伸试验机，从而充分利用现有的资源，大大节约了成本。

其三，本实用新型使用的标定板可不受磁性材料性质的约束，即使是测定无磁性材料(例如奥氏体不锈钢、有色金属等)，利用本装置也可以顺利进行试验，增大了适用范围。

其四，本实用新型部件组成数量少，结构轻巧简便，不受试验机压头行程等因素的限制。

附图说明

图1为一种残余应力标定试验用框架式平台的结构示意图；

图2为图1中框架本体的结构示意图；

图3为图1中垫片正面的结构示意图；

图4为图3中垫片侧面的结构示意图；

图5为图3中垫片背面的结构示意图；

图6为图1所示框架式平台的分解结构示意图；

图7为图1所示框架式平台的工作状态示意图；

其中：框架本体1、侧面安装板1.1、连接杆1.2、垫片2、顶紧螺母3、螺孔4、靠尺5、横向细槽6、圆形凹槽7、标定试样8、残余应力测定装置9、磁性底座10、应变片11、上夹持端12、下夹持端13。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图中所示的残余应力标定试验用框架式平台，包括框架本体1、设置在框架本体1内的垫片2、以及用于固定垫片2的顶紧螺母3，框架本体1包括两个形状相同的侧面安装板1.1以及四根连接杆1.2，两个侧面安装板1.1四个对称的顶点通过连接杆1.2固定连接形成中空立方体形状的框架，侧面安装板1.1的形状可为正方形或者长方形，两个侧面安装板1.1上对称开有若干个用于安装顶紧螺母3的螺孔4，螺孔4优选的数量为两个。

本实施例中，框架本体1其中一面上的两根连接杆1.2内侧对称设有两个凸起的靠尺5。当标定试样8从框架本体1中穿过时，可以通过四个靠尺5标记标定试样8的位置，使标定试样8和框架本体1的一面保持平行，以免残余应力标定装置所在的平台与标定试样8存在倾角。

上述技术方案中，垫片2呈横截面为矩形的扁平条状，垫片2的一侧扁平面设有均匀密布的横向细槽6，垫片2的另一侧扁平面设有与螺孔4相对应的圆形凹槽7。垫片2设有横向细槽6的一侧靠近标定试样8，从而增加了垫片2与标定试样8之间的摩擦力，其设有圆形凹槽7的一侧与顶紧螺母3抵住配合，既能对螺孔4起到定位的作用，又能防止顶紧螺母3错位和滑动。

上述技术方案中，顶紧螺母3为内六角螺母，其前端3～7mm区域为光滑无螺纹的光杆，顶紧螺母3通过旋进框架本体1的螺孔4中对标定试样8进行固定，其光杆部分能与垫片2上的圆形凹槽7更好地抵住配合。顶紧螺母3的长度和直径分别根据框架本体1的长度以及螺孔4的直径进行选择。

上述技术方案中，框架本体1为磁性材质框架，如钢材等制成，能够被残余应力标定装置的磁性底座10吸附，垫片2为软金属材质垫片，如铝、铜等制成，这类材质较软，夹持时避免破坏标定试样8的表面。

本实用新型的工作过程时：首先将标定试样8穿过框架本体1，用靠尺5进行前后的定位，以使标定试样8和框架本体1前后保持水平，再调节框架本体1在标定试样8长度方向的位置，以使布置好的应变片刚好处于框架本体1的中心附近，将顶紧螺母3穿过螺孔4，通过拧紧顶紧螺母3将标定试样8固定在框架本体1上，然后将标定试样8的上夹持端12和下夹持端13分别夹持到立式拉伸试验机上，将残余应力测试装置的三个磁性底座10吸附在框架本体1其中一面上的两根连接杆1.2上，最后通过微调残余应力测定装置9在框架本体1上的位置，可以实现标定设备的正常功能，进行相应的测试。完成上述步骤后，还可以通过调节框架本体1在标定试样8上的位置，以适应更多试验点的标定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种残余应力标定试验用框架式平台，包括框架本体(1)、设置在框架本体(1)内的垫片(2)、以及用于固定垫片(2)的顶紧螺母(3)，其特征在于：所述框架本体(1)包括两个形状相同的侧面安装板(1.1)以及四根连接杆(1.2)，所述两个侧面安装板(1.1)上四个对称的顶点通过连接杆(1.2)固定连接形成中空立方体形状的框架，所述两个侧面安装板(1.1)上对称开设有若干个用于安装顶紧螺母(3)的螺孔(4)。

2.根据权利要求1所述的残余应力标定试验用框架式平台，其特征在于：所述框架本体(1)其中一面上的两根连接杆(1.2)内侧对称设有两个凸起的靠尺(5)。

3.根据权利要求1所述的残余应力标定试验用框架式平台，其特征在于：所述垫片(2)呈横截面为矩形的扁平条状，其一侧扁平面设有均匀密布的横向细槽(6)，其另一侧扁平面设有与螺孔(4)相对应的圆形凹槽(7)。

4.根据权利要求1所述的残余应力标定试验用框架式平台，其特征在于：所述顶紧螺母(3)为内六角螺母，其前端3～7mm区域为光滑无螺纹的光杆。

5.根据权利要求1所述的残余应力标定试验用框架式平台，其特征在于：所述框架本体(1)为磁性材质框架，所述垫片(2)为软金属材质垫片。

6.根据权利要求1所述的残余应力标定试验用框架式平台，其特征在于：所述螺孔(4)的数量为两个。