CN205317574U - 一种管材环向拉伸的试验装置 - Google Patents

Abstract

一种管材环向拉伸的试验装置，包括两个夹体，每个夹体上挂接有挂块，挂块的一侧设有半圆柱形凸台，两个挂块对接后使半圆柱形凸台拼合成为一个圆柱体，挂块可滑动地安装在夹体上。夹体上设有与挂块配合连接并对滑块具有径向限位作用的滑槽，使挂块可在滑槽中滑动并对挂块在滑动方向以外的方向进行限位。所述滑槽为燕尾槽形状或T形槽形状。本实用新型结构简单、轻便、紧凑，零部件少，连接、组装、更换方便。尤其是悬臂式敞开体系，装卸管材试样十分快捷、容易。夹体不用更换，节省材料和成本。配置不同半径的半圆柱形凸台的挂块，可以实现直径50mm以下的小管径金属管材的环向力学性能拉伸测试。

Description

一种管材环向拉伸的试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种管材环向拉伸的试验装置，属于管材性能测试设备领域。

背景技术

金属管材是金属原材料的一种重要形式，直接或二次加工后广泛应用于装备制造。在管材的弯曲、扩口及压扁等加工、装配过程中，对管材的力学性能提出较高要求。管材主要承担输送液体和气体，传递动力的作用，内部会承受很大的压力，包括变动的负荷，其力学性能的优劣对安全生产的影响意义重大。因此测试管材的力学性能是评价管材力学行为和设备设计的重要依据。

管材在加工和服役条件下，塑性变形能力和可靠运行主要取决于环向的力学性能。由于受加工的影响，管材轴向和环向力学性能存在差异。对于TA18钛合金液压管材，还通过专门的工艺措施，产生管壁增强的织构，使管材具有显著的力学各向异性。而目前管材的力学性能主要采用管材轴向拉伸试验评价，轴向拉伸国家标准是GB/T228金属材料室温拉伸试验方法，但轴向力学性能难以用于评价和设计管材。受管材尺寸制约，环向力学性能的测试比较困难，无标准和统一的方法，更没有对夹具的规定，以自行设计为主。

对于大口径管材环向拉伸主要采用中间插芯棒的两端支撑的简支梁结构夹具。西北工业大学提出一种管材环向拉伸性能试验夹具(一种管材环向拉伸性能试验夹具，专利申请公布号CN102445384A)，配置多套衬环能够满足直径60-150mm管材的环向拉伸，但是装卸试样复杂，费时，衬套间隙多，影响测试精度。对于小管径管材，闫萌等设计销接的扇形端面的销杆(小尺寸管材环向拉伸夹具，专利授权公告号CN202693413U)，插入管环拉伸，对于每种管径的管材都需要一一对应的夹体和销杆，试验成本增加，操作繁琐。扇形弧面与管材试样接触面积小，拉伸测试时会对试样造成较大的附加弯曲载荷，使环向拉伸测试数据精度下降。薛飞等为小管径薄壁管材设计了一种环向拉伸夹具(一种薄管环向拉伸试验用夹具，专利授权公告号CN201681020U)，所述夹具也是每种管材对应专用的夹体和圆柱体，通用性不强，上下夹体相对设置，形成封闭体系，不便于安装试样。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种装卸便捷、通用性强的小管径金属管材(外径不超过50mm)的环向拉伸力学性能试验夹具。

一种管材环向拉伸的试验装置，包括两个夹体，每个夹体上挂接有挂块，挂块的一侧设有半圆柱形凸台，两个挂块对接后使半圆柱形凸台拼合成为一个圆柱体，挂块可滑动地安装在夹体上。

夹体上设有与挂块配合连接的滑槽,且滑槽对滑块具有径向限位作用的滑槽，使挂块可在滑槽中滑动并对挂块在滑动方向以外的方向进行限位。

优选的，所述滑槽为燕尾槽形状或T形槽形状。

更进一步优选的，滑槽的侧壁上开有螺纹孔，通过锁紧螺钉安装在螺纹孔中对挂块锁紧。

在所述夹体之间、所述挂块之间或所述半圆柱形凸台之间设有定位结构，用以引导定位，使两个夹体对接后，两个半圆柱形凸台拼合成为圆柱体。

所述定位结构可为锥形、梯形、矩形、圆形或三角形。

所述夹体上设有连接件，通过两个夹体上的连接件将两个夹体向两侧驱动，所述连接件与夹体一体成型或通过可拆卸的方式连接在夹体上。

进一步优选的，所述连接件为螺杆或螺纹管。

所述连接件与所述半圆柱形凸台位于同一直线上，所述连接件的轴线穿过半圆柱形凸台的中线，使连接件将夹体向两侧拉动时，对套接在半圆柱形凸台上的测试管材施加正向的拉力。

更进一步优选的，两个所述夹体、挂块均为对称结构，并且对称安装。

本实用新型采用对称设置且形状相同的2个夹体，以及与夹体可进行插拔连接的2个挂块。夹体上端有可与试验机连接的螺杆，夹体为阶梯型长方体，在其下端加工滑槽，滑槽可以为燕尾槽或T形槽。挂块也是采用与滑槽相配合的形状，能从夹体的滑槽中插入和拔出。挂块前端的半圆柱形凸台和测试管材内径吻合，使试验管材可以套入上下挂块的半圆柱形凸台内从而进行环向拉伸测试。

根据拉伸试样的内径加工配置不同外径凸台的系列挂块，圆台直径从5mm到50mm，而不必更换夹体。

上下夹体一侧设置，呈开放体系，试样装卸时不用拆下夹体，拉伸操作简便快速。

本实用新型结构简单、轻便、紧凑，零部件少，连接、组装、更换方便,尤其是悬臂式敞开体系，装卸管材试样十分快捷、容易。夹体不用更换，节省材料和成本。配置不同半径的半圆柱形凸台的挂块，可以实现直径50mm以下的小管径金属管材的环向力学性能拉伸测试。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述一种用于管材环向拉伸的试验装置的主视图；

图2是本实用新型实施例所述一种用于管材环向拉伸的试验装置的侧视图；

图3是本实用新型实施例所述一种用于管材环向拉伸的试验装置的分解结构主视图；

图4是本实用新型实施例所述一种用于管材环向拉伸的试验装置的分解结构侧视图；

图5是本实用新型实施例所述一种用于管材环向拉伸的试验装置的另一种结构的主视图；

图6是本实用新型实施例所述一种用于管材环向拉伸的试验装置的又一种结构的主视图。

其中:1-夹体、2-挂块、3-半圆柱形凸台、4-滑槽、5-连接件、6-螺纹孔。

具体实施方式

以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

如图1-4所示，本实施例中，所述用于管材环向拉伸的试验装置，包括两个夹体1，每个夹体1上挂接有挂块2，挂块2的一侧设有半圆柱形凸台3，两个挂块2对接后使半圆柱形凸台拼合成为一个圆柱体，挂块2可滑动地安装在夹体1上。

夹体1上设有与挂块2配合连接的滑槽,且滑槽对滑块具有径向限位作用的滑槽4，使挂块2可在滑槽4中滑动并对挂块在滑动方向以外的方向进行限位。

优选的，所述滑槽4为燕尾槽形状。

实施过程中，滑槽4也可采用如图6所示的T形槽形状。

更进一步优选的，如图6所示，滑槽4的侧壁上开有螺纹孔6，通过锁紧螺钉安装在螺纹孔6中对挂块锁紧。

在所述夹体1之间、所述挂块2之间或所述半圆柱形凸台3之间设有定位结构，用以引导定位，使两个夹体对接后，两个半圆柱形凸台拼合成为圆柱体。

如图5所示，本实施例中采用在两个半圆柱形凸台3之间设有定位结构，并且定位结构采用梯形；但本领域技术人员在实施过程中，也可以将所述定位结构设为锥形、矩形、圆形或三角形。

所述夹体1上设有连接件5，通过两个夹体1上的连接件5将两个夹体向两侧驱动，所述连接件与夹体一体成型或通过可拆卸的方式连接在夹体上。

进一步优选的，所述连接件5为螺杆，本领域技术人员在实施过程中，也可以将所述连接件13设为螺纹管。

所述连接件5与所述半圆柱形凸台3位于同一直线上，所述连接件5的轴线穿过半圆柱形凸台3的中线，使连接件5将夹体1向两侧拉动时，对套接在半圆柱形凸台3上的测试管材施加正向的拉力。

更进一步优选的，两个所述夹体1、挂块2均为对称结构，并且对称安装。

本实施例测试的管材是Φ15.88×0.81mm(管外径×壁厚)的TA18钛合金管材，管材试样的长度是4mm。夹具材料为Cr12MoV，淬火回火热处理，硬度达到HR40～55。上、下夹体分别通过螺杆与试验机连接，将挂块插入夹体下端的滑槽，突出半圆台的直径是13mm，上下夹体位于一侧，微调试验机夹头，使上下夹体中的半圆柱形凸台对齐合拢，成为圆柱，试样套入圆台挂块中。同时将引伸计固定在上下两个半圆柱形凸台上。开动试验机，对管材试样进行拉伸试验，位移速度符合国家标准GB/T228金属材料室温拉伸试验方法的规定，记录拉伸力和引伸计变形量，通过计算即可获得管材环向拉伸力学性能。

实施例二

本实施例测试的管材是Φ19.05×0.99mm(管外径×壁厚)的不锈钢管材，管材的长度是5mm。夹具材料为40CrNiMo，淬火回火热处理，硬度达到HR40～55。上下夹体分别通过螺杆与试验机连接，将挂块插入夹体下端的滑槽，半圆柱形凸台的直径是16mm，上下夹体位于一侧，微调试验机夹头，使上下夹体中的半圆柱形凸台对齐合拢，成为圆柱，试样套入圆台挂块中。同时将引伸计用皮筋固定在上下两个半圆柱形凸台上。开动试验机，对管材试样进行拉伸试验，位移速度符合国家标准GB/T228金属材料室温拉伸试验方法的规定，记录拉伸力和引伸计变形量，通过计算即可获得管材环向拉伸力学性能。

实施例三

本实施例测试的管材是φ9.53×0.64mm(管外径×壁厚)的锆合金管材，管材的长度是3mm。

夹具材料为4Cr5MoSiV，淬火回火热处理，硬度达到HR40～55。上下夹体分别通过螺杆与试验机连接，将挂块插入夹体下端的滑槽，半圆柱形凸台的直径是7mm，上下夹体位于一侧，微调试验机夹头，使上下夹体中的半圆柱形凸台对齐合拢，成为圆柱，试样套入圆台挂块中。同时将引伸计用皮筋固定在上下两个半圆柱形凸台上。开动试验机，对管材试样进行拉伸试验，位移速度符合国家标准GB/T228金属材料室温拉伸试验方法的规定，记录拉伸力和引伸计变形量，通过计算即可获得管材环向拉伸力学性能。

本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本实用新型权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种管材环向拉伸的试验装置，所述装置包括两个夹体，其特征在于：每个夹体上挂接有挂块，挂块的一侧设有半圆柱形凸台，两个挂块对接后使半圆柱形凸台拼合成为一个圆柱体，挂块可滑动地安装在夹体上。

2.如权利要求1所述一种管材环向拉伸的试验装置，其特征在于：夹体上设有与挂块配合连接的滑槽,且滑槽对滑块具有径向限位作用。

3.如权利要求2所述一种管材环向拉伸的试验装置，其特征在于：所述滑槽为燕尾槽形状或T形槽形状。

4.如权利要求3所述一种管材环向拉伸的试验装置，其特征在于：滑槽的侧壁上开有螺纹孔，通过锁紧螺钉安装在螺纹孔中对挂块锁紧。

5.如权利要求1至4任一所述一种管材环向拉伸的试验装置，其特征在于：在所述夹体之间、所述挂块之间或所述半圆柱形凸台之间设有定位结构，用以引导定位，使两个夹体对接后，两个半圆柱形凸台拼合成为圆柱体。

6.如权利要求5所述一种管材环向拉伸的试验装置，其特征在于，所述定位结构为锥形、梯形、矩形、圆形或三角形。

7.如权利要求1至4或6任一所述一种管材环向拉伸的试验装置，其特征在于：所述夹体上设有连接件，通过两个夹体上的连接件将两个夹体向两侧驱动，所述连接件与夹体一体成型或通过可拆卸的方式连接在夹体上。

8.如权利要求7所述一种管材环向拉伸的试验装置，其特征在于：所述连接件为螺杆或螺纹管。

9.如权利要求8所述一种管材环向拉伸的试验装置，其特征在于，所述连接件与所述半圆柱形凸台位于同一直线上，所述连接件的轴线穿过半圆柱形凸台的中线，使连接件将夹体向两侧拉动时，对套接在半圆柱形凸台上的测试管材施加正向的拉力。

10.如权利要求1至4、8或9任一所述一种管材环向拉伸的试验装置，其特征在于，两个所述夹体、挂块均为对称结构，并且对称安装。