CN207798554U - 棒状试样高温测试用拉伸夹具及使用该夹具的棒状试样 - Google Patents

Abstract

本实用新型披露了一种棒状试样高温测试用拉伸夹具及使用该夹具的棒状试样，包括：设有插槽的第一端部，以及用于与拉杆连接的第二端部；其中，所述插槽为从第一端部的表面向内部延伸开具的凹槽，包括夹持槽和与所述夹持槽连通的引槽；所述夹持槽用于容纳并夹持棒状试样夹持部；所述引槽的宽度小于所述夹持槽的宽度，用于容纳棒状试样工作部；所述夹持槽与棒状试样夹持部接触的端面为球状面。由于棒状试样与夹具之间采用球头结合楔形的连接方式可以有效防止高温测试后试样和夹具之间的粘结，在2000℃以下测试条件下长期使用，夹具与拉杆之间采用挂钩结合球头形的方式连接，使得夹具和拉杆易于定位，并且易于装卡。

Description

棒状试样高温测试用拉伸夹具及使用该夹具的棒状试样

技术领域

本实用新型涉及高温测试领域中的工装夹具元件，具体涉及一种棒状试样高温测试用拉伸夹具及使用该夹具的棒状试样，该夹具是一种可以在高温拉伸/蠕变/持久等测试试验中长期使用的、易于装卡的拉伸夹具。

背景技术

在高温测试领域中，棒状试样一般采用螺纹的方式与夹具之间进行连接。对于1000℃以上的高温测试，对于采用螺纹连接的方式，材料在高温下受力会发生变形，试样的螺纹部分与夹具螺扣之间极易发生粘结，导致螺扣之间卡死，冷却后也不能取下，因此导致夹具不能重复使用，造成极大的浪费，极大地提高了测试成本。

实用新型内容

针对现有技术不足，本实用新型的目的是提供一种棒状试样高温测试用拉伸夹具及使用该夹具的棒状试样，该夹具可以在高温拉伸/蠕变/持久等测试试验中长期使用，且易于装卡。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种棒状试样高温测试用拉伸夹具，所述夹具包括：设有插槽的第一端部，以及用于与拉杆连接的第二端部；其中，所述插槽为从第一端部的表面向内部延伸开具的凹槽，包括夹持槽和与所述夹持槽连通的引槽；所述夹持槽用于容纳并夹持所述棒状试样的夹持部；所述引槽的宽度小于所述夹持槽的宽度，用于容纳所述棒状试样的工作部；在所述夹持槽的靠近所述引槽侧的内端面上，与所述棒状试样的夹持部接触的部分为球状面。

上述棒状试样高温测试用拉伸夹具中，作为一种优选实施方式，所述夹持槽为长方体状凹槽，或底部为半圆柱状的凹槽；引槽为长方体状凹槽，或底部为半圆柱状的凹槽。

上述棒状试样高温测试用拉伸夹具中，作为一种优选实施方式，所述第一端部的外部形状为长方体状、正方体状或圆柱状。

上述棒状试样高温测试用拉伸夹具中，作为一种优选实施方式，所述第二端部包括：第一连接部，以及用于连接所述第一连接部和所述第一端部的第二连接部，所述第二连接部横向尺寸小于所述第一连接部横向尺寸，以便所述夹具和拉杆的定位和装卡。

上述棒状试样高温测试用拉伸夹具中，作为一种优选实施方式，所述第二连接部为圆柱状，所述第一连接部包括圆柱部和与第二连接部连接的圆锥台部，所述第一连接部的圆锥台部的上端面与所述第二连接部连接，所述第一连接部的圆锥台部的下端面与所述第一连接部的圆柱部连接，所述第二连接部的直径等于所述第一连接部的圆锥台部的上端面的直径，所述第一连接部的圆柱部的直径等于所述第一连接部的圆锥台部的下端面的直径。

上述棒状试样高温测试用拉伸夹具中，作为一种优选实施方式，所述第二连接部为圆柱状，所述第一连接部包括圆柱部和与第二连接部连接的球台部，所述第一连接部的球台部的上端面与所述第二连接部连接，所述第一连接部的球台部的下端面与所述第一连接部的圆柱部连接，所述第二连接部的直径等于所述第一连接部的球台部的上端面的直径，所述第一连接部的圆柱部直径等于所述第一连接部的球台部的下端面的直径。

上述棒状试样高温测试用拉伸夹具中，作为一种优选实施方式，所述夹具的材质为钨铼合金。

一种配合上述夹具使用的棒状试样，包括：两个夹持部，分别位于两端；和工作部，与两个所述夹持部连接，其中，所述夹持部的靠近所述工作部侧的端面为球状面，所述球状面的形状和尺寸与所述夹持槽的球状面匹配。

上述棒状试样中，作为一种优选实施方式，所述夹持部包括圆柱部和球台部，所述夹持部的圆柱部的尺寸和形状与所述夹持槽的尺寸和形状匹配，所述夹持部的球台部的上端面与所述工作部连接，所述夹持部的球台部的下端面与所述夹持部的圆柱部连接，所述夹持部的球台部的曲面的曲率半径与所述夹持槽的球状面的曲率半径保持一致。

上述棒状试样中，作为一种优选实施方式，所述工作部包括：位于所述棒状试样中部的标距部，位于所述标距部两端的轴肩，和一端通过所述轴肩与所述标距部连接、另一端与所述夹持部连接的过渡部，测试时所述过渡部的部分卡入所述夹具的引槽中；所述过渡部的直径与所述夹具的引槽的宽度匹配，且所述标距部的直径小于所述过渡部的直径。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)采用本实用新型提供的夹具，由于测试试样与夹具之间采用球头结合楔形的连接方式，在1000℃以上的高温拉伸/蠕变/持久等测试试验中，可以有效防止高温测试后试样和夹具之间的粘结问题；

(2)本实用新型提供的夹具基材选用钨铼合金或者掺杂钨合金，可以保证夹具在2000℃以下测试条件下长期使用；

(3)本实用新型提供的夹具与拉杆之间采用挂钩结合球头形的方式连接，使得夹具和拉杆易于定位，并且易于装卡。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例的夹具的俯视图；

图2为本实用新型优选实施例的夹具的A-A剖面结构示意图；

图3为本实用新型优选实施例的夹具的C-C剖面结构示意图；

图4为本实用新型优选实施例棒状试样的结构示意图；

其中，1-第一端部，2-第二端部，21-第一连接部，22-第二连接部，4-夹持槽，41-夹持槽的球状面，5-引槽，6-标距部，7-轴肩，8-过渡部，9-夹持部。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供一种棒状试样高温测试用拉伸夹具，该夹具包括：设有插槽的第一端部1，插槽用于容纳并夹持棒状试样，以及用于与拉杆连接的第二端部2。参见图1-图3，插槽为从第一端部的表面向内部(即心部)延伸开具的凹槽，包括夹持槽4和与夹持槽4连通的引槽5；夹持槽4用于容纳并夹持棒状试样夹持部；引槽5的宽度小于夹持槽4的宽度，用于容纳棒状试样工作部；在夹持槽4的靠近引槽5侧的内端面上，棒状试样夹持部接触的部分(位于夹持槽和引槽连接处)为球状面41。

具体地，夹具的第一端部1的外形可以为长方体状、正方体状或圆柱状；夹持槽4可以是为长方体状凹槽，或底部为半圆柱状的凹槽(从横截面方向看为U形槽)优选为底部为半圆柱状的凹槽；引槽5为长方体状凹槽，或底部为半圆柱状的凹槽(从横截面方向看为U形槽)，优选为底部为半圆柱状的凹槽。该结构特别适用于夹持部为球头状的棒状测试试样(参见图4)的高温拉伸测试。夹持槽与测试试样夹持部接触的端面(即上述球状面)的曲率半径应与试样上相对应的曲面的曲率半径保持一致。在本实用新型的优选实施例中，夹持槽4为从第一端部的表面向内部延伸开具的、横截面为U形的凹槽，从图1和2来看，夹持槽的右端面即在测试时与测试试样夹持部接触的端面(位于夹持槽和引槽连接处)为球状面41，引槽5为从第一端部1的表面向内部延伸开具的、横截面为U形的凹槽，引槽5的宽度小于夹持槽4的宽度，引槽5的右端面与第一端部1的右端面共平面。夹具的夹持槽4和引槽5的形状尺寸分别与棒状测试试样的夹持部9和过渡部8的形状尺寸相适应，棒状测试试样的夹持部9正好卡入夹持槽4，过渡部8的全部或部分卡入引槽5中，夹持槽4和引槽5对测试试样起到固定的作用；具体的，棒状测试试样的夹持部9包括圆柱部和球台部，圆柱部的直径与夹持槽的宽度匹配(稍有间隙)，圆柱部截面与夹持槽的U形截面匹配，即圆柱部刚好能放入夹持槽中；球台部的曲面(即位于球台部上下底面之间的部分)曲率半径与夹持槽的右端面的曲率半径保持一致；棒状测试试样的工作部为棒状或圆柱状，工作部中的过渡部8的直径与引槽的宽度匹配(稍有间隙)；这样能保证试样装载过程中夹具、试样、作用力处于平行状态。

优选地，夹具的第二端部2包括第一连接部21和第二连接部22，第二连接部22用于连接第一连接部21和第一端部1，第二连接部22的横向尺寸小于第一连接部21的横向尺寸，以便夹具和拉杆的定位和装卡，所述横向是指与夹具轴向相垂直的方向。具体地，可以是，第二连接部22为圆柱状，第一连接部21包括圆柱部和与第二连接部22连接的圆锥台部，第二连接部22的直径等于第一连接部21的圆锥台部右端面(即上端面，也即直径偏小的底面)的直径，第一连接部21的圆柱部直径等于第一连接部21的圆锥台部左端面(即下端面，也即直径偏大的底面)的直径；第一连接部21的圆锥台部的上端面与第二连接部22连接，第一连接部21的圆锥台部的下端面与第一连接部21的圆柱部连接。也可以是，第二连接部22为圆柱状，第一连接部21为球头状，即第一连接部21包括圆柱部和与第二连接部22连接的球台部，球台部外表面即上下底面之间的曲面为球面，右端面直径等于第二连接部22的直径。在本实用新型的优选实施例中，第二连接部22为圆柱状，第一连接部21包括圆柱部和与第二连接部22连接的球台部，第一连接部21的球台部的上端面与第二连接部22连接，第一连接部21的球台部的下端面与第一连接部21的圆柱部连接，第二连接部22的直径等于第一连接部21的球台部右端面的直径，第一连接部21的圆柱部直径等于第一连接部21的球台部左端面的直径，该结构能更方便地实现拉杆与夹具的连接和对中；为与该结构的第二端部配合，拉杆上与夹具的第二端部连接的端部的结构与夹具的第一端部的结构相同或类似。

优选地，夹具的材质为钨铼合金或者掺杂钨合金，可以采用粉末冶金的方法结合锻造变形加工的手段生产制造，采用钨铼合金或者掺杂钨合金可以保证夹具在2000℃以下测试条件下长期使用。

本实用新型提供的夹具和试样，采用球头结合楔形的连接方式在高温受力时有一定的活动自由度，不像螺纹连接那样限定太死，可以有效避免螺纹连接的粘结现象。测试完成后，断掉的试样只需要轻轻敲击一下，即可取下。夹具可以重复使用。

本实用新型还提供一种配合上述夹具使用的棒状试样，参见图4，该棒状试样包括位于两端的夹持部9和位于两个夹持部9之间的的工作部，工作部的两端分别于两个夹持部9连接，其中，夹持部9的靠近工作部侧的端面为球状面，即夹持部9上与夹具的夹持槽4的球状面接触的端面也为球状面，其形状和尺寸与夹持槽的球状面匹配。具体的，夹持部9可以包括圆柱部和球台部，圆柱部的直径与夹持槽4的宽度匹配(稍有间隙)，圆柱部截面与夹持槽4的U形截面匹配，即圆柱部刚好能放入夹持槽中；夹持部9的球台部的上端面与工作部连接，夹持部9的球台部的下端面与夹持部9的圆柱部连接，球台部的球状曲面的曲率半径与夹持槽的右端面即球状面的曲率半径保持一致；棒状测试试样的工作部为棒状或圆柱状，工作部中的过渡部8的直径与引槽的宽度匹配(稍有间隙)；这样能保证试样装载过程中夹具、试样、作用力处于平行状态。

优选地，棒状试样的工作部包括：位于棒状试样中部的标距部6，位于标距部6两端的轴肩7，和一端通过轴肩7与标距部6连接、另一端与夹持部9连接的过渡部8；过渡部8的直径与夹具的夹持槽4的宽度匹配(稍有间隙)，且测试时过渡部8的部分或全部卡入夹具的引槽5中，标距部6的直径小于过渡部8的直径。轴肩6用于装卡测试应变位移传感器的导杆。棒材中间细的部位即标距部6比与其相邻的两过渡部8直径要小，强度低，易于变形达到测试效果。

实施例

参见图1-图3，本实施例提供的用于棒状试样的高温测试用拉伸夹具，包括：设有插槽的第一端部，用于容纳并夹持测试试样，以及用于与拉杆连接的第二端部。第一端部整体为圆柱状(直径40mm)。插槽包括夹持槽和引槽；夹持槽为从第一端部的表面向内部延伸开具的、横截面为U形的凹槽(宽度为16mm、底部曲率半径为8mm)，夹持槽的右端面、即在测试时与测试试样夹持部接触的端面(位于夹持槽和引槽连接处)为球状面(曲率半径为10mm)，引槽为从第一端部的表面向内部延伸开具的、横截面为U形的凹槽(宽度为7mm、底部曲率半径为3.5mm)，引槽的宽度小于夹持槽的宽度，引槽的右端面与第一端部的右端面共平面。夹具的第二端部包括第一连接部，和用于连接第一连接部和第一端部的第二连接部，第二连接部的横向尺寸小于第一连接部横向尺寸，第二连接部为圆柱状(直径16mm)，第一连接部包括与第二连接部连接的球台部(其曲面部分的曲率半径18mm)和圆柱部(直径27mm)，第二连接部的直径等于第一连接部的球台部右端面直径，第一连接部的圆柱部直径等于第一连接部的球台部左端面直径。

棒状试样的两端具有夹持部，中间为工作部(参见图4)，夹持部从自由端起依次包括圆柱部和球台部，工作部为棒状。夹具的夹持槽和引槽的形状尺寸分别与上述棒状试样的夹持部和工作部中的过渡部的形状尺寸相适应；具体的，棒状试样的圆柱部(直径为14mm)与夹持槽(直径为16mm)的形状和尺寸相匹配(稍有间隙)，夹持部刚好能放入加持槽中；棒状试样的引槽(直径为7mm)与工作部的过渡部(直径为6mm)的形状和尺寸匹配(稍有间隙)；球台部的曲面形状和尺寸与夹持槽的右端面形状匹配，即两者曲率半径相等，都为10mm。

上述夹具的使用方法如下：首先将棒状试样的一端(夹持端)放入夹具的第一端部的插槽内，然后将夹具的第二端部放入拉杆中；棒状试样的另外一端(夹持端)与另一夹具采用同样的连接方式连接，保证试样的中心线和夹具的轴线在一条直线上；连接完成后，轴向施加拉力，将棒状试样拉紧，棒状试样夹持端球台部的曲面与夹具夹持槽的球状面接触，然后再在轴向施加拉力进行高温性能测试试验。

以上实施例仅为本实用新型其中的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (10)

1.一种棒状试样高温测试用拉伸夹具，其特征在于，所述夹具包括：设有插槽的第一端部，以及用于与拉杆连接的第二端部；其中，所述插槽为从第一端部的表面向内部延伸开具的凹槽，包括夹持槽和与所述夹持槽连通的引槽；所述夹持槽用于容纳并夹持所述棒状试样的夹持部；所述引槽的宽度小于所述夹持槽的宽度，用于容纳所述棒状试样的工作部；在所述夹持槽的靠近所述引槽侧的内端面上，与所述棒状试样的夹持部接触的部分为球状面。

2.根据权利要求1所述棒状试样高温测试用拉伸夹具，其特征在于，所述夹持槽为长方体状凹槽，或底部为半圆柱状的凹槽；引槽为长方体状凹槽，或底部为半圆柱状的凹槽。

3.根据权利要求2所述棒状试样高温测试用拉伸夹具，其特征在于，所述第一端部的外部形状为长方体状、正方体状或圆柱状。

4.根据权利要求1-3中任一项所述棒状试样高温测试用拉伸夹具，其特征在于，所述第二端部包括：第一连接部，以及用于连接所述第一连接部和所述第一端部的第二连接部，所述第二连接部横向尺寸小于所述第一连接部横向尺寸，以便所述夹具和拉杆的定位和装卡。

5.根据权利要求4所述棒状试样高温测试用拉伸夹具，其特征在于，所述第二连接部为圆柱状，所述第一连接部包括圆柱部和与第二连接部连接的圆锥台部，所述第一连接部的圆锥台部的上端面与所述第二连接部连接，所述第一连接部的圆锥台部的下端面与所述第一连接部的圆柱部连接，所述第二连接部的直径等于所述第一连接部的圆锥台部的上端面的直径，所述第一连接部的圆柱部的直径等于所述第一连接部的圆锥台部的下端面的直径。

6.根据权利要求4所述棒状试样高温测试用拉伸夹具，其特征在于，所述第二连接部为圆柱状，所述第一连接部包括圆柱部和与第二连接部连接的球台部，所述第一连接部的球台部的上端面与所述第二连接部连接，所述第一连接部的球台部的下端面与所述第一连接部的圆柱部连接，所述第二连接部的直径等于所述第一连接部的球台部的上端面的直径，所述第一连接部的圆柱部直径等于所述第一连接部的球台部的下端面的直径。

7.根据权利要求1、2、3、5、6中任一项所述棒状试样高温测试用拉伸夹具，其特征在于，所述夹具的材质为钨铼合金。

8.一种配合权利要求1-7中任一项所述夹具使用的棒状试样，其特征在于，所述棒状试样包括：两个夹持部，分别位于两端；和工作部，与两个所述夹持部连接，其中，所述夹持部的靠近所述工作部侧的端面为球状面，所述球状面的形状和尺寸与所述夹持槽的球状面匹配。

9.根据权利要求8所述棒状试样，其特征在于，所述夹持部包括圆柱部和球台部，所述夹持部的圆柱部的尺寸和形状与所述夹持槽的尺寸和形状匹配，所述夹持部的球台部的上端面与所述工作部连接，所述夹持部的球台部的下端面与所述夹持部的圆柱部连接，所述夹持部的球台部的曲面的曲率半径与所述夹持槽的球状面的曲率半径保持一致。

10.根据权利要求8或9所述棒状试样，其特征在于，所述工作部包括：位于所述棒状试样中部的标距部，位于所述标距部两端的轴肩，和一端通过所述轴肩与所述标距部连接、另一端与所述夹持部连接的过渡部，测试时所述过渡部的部分卡入所述夹具的引槽中；所述过渡部的直径与所述夹具的引槽的宽度匹配，且所述标距部的直径小于所述过渡部的直径。