CN207964459U - 一种用于弯曲疲劳试验的夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于弯曲疲劳试验的夹具，包括：支撑机构、第一夹持机构、第二夹持机构、中部夹持机构以及夹紧试样，所述第一夹持机构和第二夹持机构设置在所述支撑机构上，并且分别夹持在所述夹紧试样的两端，所述第一夹持机构和第二夹持机构可以在所述支撑机构上水平来回移动；而所述中部夹持机构夹持在所述夹紧试样的中部。由于采用了三个夹持机构分别设置在夹紧试样的两端和中部，故而能够使被测试样很好的满足试验的三种受力要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及性能测试装置，尤其涉及一种用于弯曲疲劳试验的夹具。
背景技术
先进结构材料与功能材料的发展日新月异，而各种性能表征与评价技术则是其更新换代的基本保证。其中，弯曲疲劳性能是材料的重要核心力学性能之一，对于材料设计与安全使用至关重要。材料在交变弯曲应力作用下发生损伤乃至断裂破坏称为弯曲疲劳断裂。弯曲疲劳又可分为单向弯曲疲劳、双向弯曲疲劳及旋转弯曲疲劳三类。
1、单向弯曲疲劳断裂，像吊车悬臂之类的零件，在工作时承受单向弯曲负荷。承受脉动的单向弯曲应力的零件，其疲劳核心一般发生在受拉侧的表面上。疲劳核心一般为一个。载荷的大小、材料的性能及环境条件等对断口中疲劳区与瞬时断裂区的相对大小皆有影响。
2、双向弯曲疲劳断裂，某些齿轮的齿根承受双向弯曲应力的作用。零件在双向弯曲应力作用下产生的疲劳断裂，其疲劳源区可能在零件的两侧表面，最后断裂区在截面的内部。材料的性质、负荷大小、结构特征及环境因素等都对断口的形貌有影响，其趋势与单向弯曲疲劳断裂相同。
3、旋转弯曲疲劳断裂，许多轴类零件的断裂多属于旋转弯曲疲劳断裂。旋转弯曲疲劳断裂时，疲劳源区一般出现在表面，但无固定点。当轴的表面存在较大的应力集中时，可出现多个疲劳源。
共同点都是零件截面受力不均匀，初裂纹一般源于表面，然后沿着与最大正应力垂直的方向内扩展，当剩余截面不能承受外载荷时，构件发生突然断裂。
对于材料的弯曲疲劳试验，使被测试样的受力状态满足试验要求的条件，是试验成功的关键。因此，除非使用专门的试验设备。否则，目前的通用型疲劳试验机均提供的是压-压受力状态的试验夹具，尚不能满足全部弯曲疲劳试验的三种受力要求。
实用新型内容
针对上述不足，本实用新型提供了一种用于弯曲疲劳试验的夹具，以解决或者部分解决目前的通用型疲劳试验机提供的试验夹具不能够满足全部弯曲疲劳试验的三种受力要求的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于弯曲疲劳试验的夹具，包括支撑机构、第一夹持机构、第二夹持机构、中部夹持机构以及夹紧试样，所述第一夹持机构和第二夹持机构设置在所述支撑机构上，并且分别夹持在所述夹紧试样的两端，所述第一夹持机构和第二夹持机构可以在所述支撑机构上水平来回移动；所述中部夹持机构夹持在所述夹紧试样的中部。
优选的，所述支撑机构包括：第一连接杆、支撑座；所述第一连接杆和所述支撑座垂直设置；
所述第一夹持机构、所述第二夹持机构在所述支撑座上水平来回移动。
优选的，所述支撑座上沿水平方向设置有标尺。
优选的，所述夹具还包括：第二连接杆，和所述中部夹持机构活动连接；
所述第一连接杆和所述第二连接杆平行设置。
优选的，所述第一夹持机构，包括：第一支辊座，第一双辊夹紧结构、第一夹紧片；
所述第一支辊座设置在所述支撑座上，可沿所述支撑座水平来回移动；
所述第一夹紧片固定设置在所述第一支辊座上；
所述第一双辊夹紧结构包括第一子支辊和第二子支辊；所述第一子支辊和所述第二子支辊设置在所述第一夹紧片上，并分别位于所述夹紧试样的两侧，共同合作夹持所述夹紧试样。
优选的，所述第一夹紧片上设置有多个第一通孔，所述第一子支辊上和所述第二子支辊上也设置有第二通孔；
通过所述第一子支辊的第二通孔、所述第一夹紧片上的其中一个第一通孔配合，利用固定结构将所述第一子支辊固定在所述第一夹紧片上；
通过所述第二子支辊的第二通孔、所述第一夹紧片上的其中一个第一通孔配合，利用所述固定结构将所述第二子支辊固定在所述第一夹紧片上。
优选的，所述固定结构为螺栓螺母结构。
优选的，所述第一夹紧片螺接在所述第一支辊座上。
优选的，所述第二夹持机构，包括：第二支辊座，第二双辊夹紧结构、第二夹紧片；
所述第二支辊座设置在所述支撑座上，可沿所述支撑座水平来回移动；
所述第二夹紧片固定设置在所述第二支辊座上；
所述第二双辊夹紧结构包括第三子支辊和第四子支辊；所述第三子支辊和所述第四子支辊设置在所述第二夹紧片上，并分别位于所述夹紧试样的两侧，共同合作夹持所述夹紧试样。
优选的，所述中部夹持机构，包括：第三支辊座，第三双辊夹紧结构、第三夹紧片；
所述第三支辊座设置在所述支撑座上，可沿所述支撑座水平来回移动；
所述第三夹紧片固定设置在所述第三支辊座上；
所述第三双辊夹紧结构包括第五子支辊和第六子支辊；所述第五子支辊和所述第六子支辊设置在所述第三夹紧片上，并分别位于所述夹紧试样的两侧，共同合作夹持所述夹紧试样。
通过本实用新型的一个或者多个技术方案，本实用新型具有以下有益效果或者优点：
本实用新型公开了一种用于弯曲疲劳试验的夹具，包括支撑机构、第一夹持机构、第二夹持机构、中部夹持机构以及夹紧试样，所述第一夹持机构和第二夹持机构设置在所述支撑机构上，并且分别夹持在所述夹紧试样的两端，所述第一夹持机构和第二夹持机构可以在所述支撑机构上水平来回移动；而所述中部夹持机构夹持在所述夹紧试样的中部。由于由于采用了三个夹持机构分别设置在夹紧试样的两端和中部，故而能够使被测试样很好的满足试验的三种受力要求。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种用于弯曲疲劳试验的夹具的结构示意图；
图2A-图2D是本实用新型实施例提供的一种用于弯曲疲劳试验的夹具的受力示意图。
附图标记说明：第一连接杆1、第二连接杆2、支撑座3、标尺4、第一支辊座5-1、第一子支辊6-1、第二子支辊6-2、第一夹紧片7-1、第二支辊座5-2、第三子支辊6-3、第四子支辊6-4、第二夹紧片7-2、第三支辊座5-3、第五子支辊6-5、第六子支辊6-6、第三夹紧片7-3、夹紧试样8。
具体实施方式
为了使本实用新型所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本实用新型，下面结合附图，通过具体实施例对本实用新型技术方案作详细描述。
为了解决上述问题，参见图1，本实用新型实施例提供的一种用于弯曲疲劳试验的夹具。
该夹具具体包括：
支撑机构，第一夹持机构、第二夹持机构，中部夹持机构，夹紧试样。
第一夹持机构、第二夹持机构都设置在所述支撑机构上。
所述第一夹持机构、所述第二夹持机构分别夹持在所述夹紧试样的两端，并且可以在所述支撑机构上水平来回移动；所述中部夹持机构夹持在所述夹紧试样的中部。
另外，所述夹具还包括：第二连接杆2，和所述中部夹持机构活动连接，中部夹持机构可以沿着第二连接杆2转动。
上述结构设计，由于采用了三个夹持机构分别设置在夹紧试样的两端和中部，故而能够使被测试样很好的满足试验的三种受力要求。而保证被测试样的三种受力状态，是试验成功的前提。
如图2A-图2D所示。三种受力，分别为：压-压受力、压-拉受力、拉-拉受力。
其中，图2A-图2B中是施加相对载荷力，其中，图2A中的是压-压受力示意图。图2B中的是拉-拉受力的示意图。图2C-图2D是施加相反载荷，压-拉受力的示意图。通过调节载荷的大小，就能有效的完成疲劳试验。
下面具体介绍各个部件的结构。
支撑机构。
所述支撑机构包括：第一连接杆1、支撑座3；所述第一连接杆1和所述支撑座3垂直设置；支撑座3为板式结构，水平设置。所述第一夹持机构、所述第二夹持机构在所述支撑座3上水平来回移动。进一步的，所述支撑座3上沿水平方向设置有标尺4，便于确定第一夹持机构、所述第二夹持机构在支撑座3的位置。
第一连接杆1主要用来支撑支撑座3，而第二连接杆2主要用来连接中部夹持机构。所述第一连接杆1和所述第二连接杆2平行设置。
第一夹持机构。
第一夹持机构，包括：第一支辊座5-1，第一双辊夹紧结构、第一夹紧片7-1。
所述第一支辊座5-1设置在所述支撑座3上，可沿所述支撑座3水平来回移动；
所述第一夹紧片7-1固定设置在所述第一支辊座5-1上；进一步的，所述第一夹紧片7-1螺接在所述第一支辊座5-1上。具体来说，第一夹紧片7-1上设置有螺纹通孔，第一支辊座5-1上也设置有相应的螺纹孔，通过螺栓可将第一夹紧片7-1固定在第一支辊座5-1上。当然，第一夹紧片7-1和第一支辊座5-1也可以采用焊接或者一体式连接等等方式进行固定。在此本实用新型不做限制。
而所述第一双辊夹紧结构包括第一子支辊6-1和第二子支辊6-2；所述第一子支辊6-1和所述第二子支辊6-2设置在所述第一夹紧片7-1上，并分别位于所述夹紧试样的两侧，共同合作夹持所述夹紧试样。
进一步的，由于夹紧试样有多种厚度，当更换不同厚度的夹紧试样时，则可以调整第一子支辊6-1和第二子支辊6-2之间的相对距离，来适应不同厚度的夹紧试样。
具体来说，所述第一夹紧片7-1上设置有多个第一通孔，所述第一子支辊6-1上和所述第二子支辊6-2上也设置有第二通孔。通过所述第一子支辊6-1的第二通孔、所述第一夹紧片7-1上的其中一个第一通孔配合，利用固定结构(螺栓螺母结构)将所述第一子支辊6-1固定在所述第一夹紧片7-1上；通过所述第二子支辊6-2的第二通孔、所述第一夹紧片7-1上的其中一个第一通孔配合，利用所述固定结构(螺栓螺母结构)将所述第二子支辊6-2固定在所述第一夹紧片7-1上。
进一步的，为了更好的固定第一子支辊6-1或者第二子支辊6-2，第一支辊座5-1的开设有凹槽，将第一子支辊6-1或者第二子支辊6-2固定在该凹槽中，以防止相应的支辊移动。例如图1中，将第二子支辊6-2设置于第一支辊座5-1中的凹槽中。
在本实用新型中，第一夹持机构、第二夹持机构和中部夹持机构的结构都是一样的。区别在于中部夹持结构连接有第二连接杆2，并且中部夹持机构的设置方向和第一夹持结构的设置方向相反。
下面介绍第二夹持机构。
所述第二夹持机构，包括：第二支辊座5-2，第二双辊夹紧结构、第二夹紧片7-2；
所述第二支辊座5-2设置在所述支撑座3上，可沿所述支撑座3水平来回移动；
所述第二夹紧片7-2固定设置在所述第二支辊座5-2上；
所述第二双辊夹紧结构包括第三子支辊6-3和第四子支辊6-4；所述第三子支辊6-3和所述第四子支辊6-4设置在所述第二夹紧片7-2上，并分别位于所述夹紧试样的两侧，共同合作夹持所述夹紧试样。
下面介绍第二夹持机构。
所述中部夹持机构，包括：第三支辊座5-3，第三双辊夹紧结构、第三夹紧片7-3；
所述第三支辊座5-3设置在所述支撑座3上，可沿所述支撑座3水平来回移动；
所述第三夹紧片7-3固定设置在所述第三支辊座5-3上；
所述第三双辊夹紧结构包括第五子支辊6-5和第六子支辊6-6；所述第五子支辊6-5和所述第六子支辊6-6设置在所述第三夹紧片7-3上，并分别位于所述夹紧试样的两侧，共同合作夹持所述夹紧试样。
从上述描述可知，第一夹持机构、第二夹持机构、中部夹持机构三者实际上都采用的是双支辊夹紧，也就是每个夹持机构都采用了两个支辊夹持在夹紧试样的两侧，如此设计，能更均匀有效的对试样进行施力，并很容易的改变施力的方向。另外，采用连接杆的设计，使夹具具有良好的通用性，具有很好的推广应用前景。
在具体的实施过程中，先将各夹持机构中的一个支辊固定完毕，例如，将第二子支辊6-2、第四子支辊6-4、第五子支辊6-5分别固定在各自的夹紧片上，将夹紧试样置上述三个子支辊上，然后再在各自的夹紧片上确定好剩余的子支辊各自的位置，然后固定剩余的子支辊，即固定了夹紧试样，然后通过通过疲劳试验机与夹具的配合，进行试验，并完成疲劳试验记录疲劳的寿命，绘制S-N曲线和疲劳极限曲线。
通过本实用新型的一个或者多个技术方案，本实用新型具有以下有益效果或者优点：
本实用新型公开了一种用于弯曲疲劳试验的夹具，包括支撑机构、第一夹持机构、第二夹持机构、中部夹持机构以及夹紧试样，所述第一夹持机构和第二夹持机构设置在所述支撑机构上，并且分别夹持在所述夹紧试样的两端，所述第一夹持机构和第二夹持机构可以在所述支撑机构上水平来回移动；而所述中部夹持机构夹持在所述夹紧试样的中部。由于由于采用了三个夹持机构分别设置在夹紧试样的两端和中部，故而能够使被测试样很好的满足试验的三种受力要求。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于弯曲疲劳试验的夹具，其特征在于，包括：支撑机构、第一夹持机构、第二夹持机构、中部夹持机构以及夹紧试样，其中：
所述第一夹持机构和第二夹持机构设置在所述支撑机构上，并且分别夹持在所述夹紧试样的两端，所述第一夹持机构和第二夹持机构可以在所述支撑机构上水平来回移动；
所述中部夹持机构夹持在所述夹紧试样的中部。
2.如权利要求1所述的一种用于弯曲疲劳试验的夹具，其特征在于，
所述支撑机构包括：第一连接杆和支撑座；所述第一连接杆和所述支撑座垂直设置；
所述第一夹持机构、所述第二夹持机构在所述支撑座上水平来回移动。
3.如权利要求2所述的一种用于弯曲疲劳试验的夹具，其特征在于，所述支撑座上沿水平方向设置有标尺。
4.如权利要求2所述的一种用于弯曲疲劳试验的夹具，其特征在于，所述夹具还包括：第二连接杆，和所述中部夹持机构活动连接；
所述第一连接杆和所述第二连接杆平行设置。
5.如权利要求2所述的一种用于弯曲疲劳试验的夹具，其特征在于，所述第一夹持机构，包括：第一支辊座，第一双辊夹紧结构、第一夹紧片；
所述第一支辊座设置在所述支撑座上，可沿所述支撑座水平来回移动；
所述第一夹紧片固定设置在所述第一支辊座上；
所述第一双辊夹紧结构包括第一子支辊和第二子支辊；所述第一子支辊和所述第二子支辊设置在所述第一夹紧片上，并分别位于所述夹紧试样的两侧，共同合作夹持所述夹紧试样。
6.如权利要求5所述的一种用于弯曲疲劳试验的夹具，其特征在于，
所述第一夹紧片上设置有多个第一通孔，所述第一子支辊上和所述第二子支辊上也设置有第二通孔；
通过所述第一子支辊的第二通孔、所述第一夹紧片上的其中一个第一通孔配合，利用固定结构将所述第一子支辊固定在所述第一夹紧片上；
通过所述第二子支辊的第二通孔、所述第一夹紧片上的其中一个第一通孔配合，利用所述固定结构将所述第二子支辊固定在所述第一夹紧片上。
7.如权利要求6所述的一种用于弯曲疲劳试验的夹具，其特征在于，所述固定结构为螺栓螺母结构。
8.如权利要求6所述的一种用于弯曲疲劳试验的夹具，其特征在于，所述第一夹紧片螺接在所述第一支辊座上。
9.如权利要求2所述的一种用于弯曲疲劳试验的夹具，其特征在于，所述第二夹持机构，包括：第二支辊座，第二双辊夹紧结构、第二夹紧片；
所述第二支辊座设置在所述支撑座上，可沿所述支撑座水平来回移动；
所述第二夹紧片固定设置在所述第二支辊座上；
所述第二双辊夹紧结构包括第三子支辊和第四子支辊；所述第三子支辊和所述第四子支辊设置在所述第二夹紧片上，并分别位于所述夹紧试样的两侧，共同合作夹持所述夹紧试样。
10.如权利要求2所述的一种用于弯曲疲劳试验的夹具，其特征在于，所述中部夹持机构，包括：第三支辊座，第三双辊夹紧结构、第三夹紧片；
所述第三支辊座设置在所述支撑座上，可沿所述支撑座水平来回移动；
所述第三夹紧片固定设置在所述第三支辊座上；
所述第三双辊夹紧结构包括第五子支辊和第六子支辊；所述第五子支辊和所述第六子支辊设置在所述第三夹紧片上，并分别位于所述夹紧试样的两侧，共同合作夹持所述夹紧试样。
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|---|---|---|---|---|
| CN109387442A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-26 | 中国人民解放军第五七九工厂 | 一种可精确调整跨距的弯曲试验夹具及方法 |
| CN110389079A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-10-29 | 武汉钢铁有限公司 | 一种金属薄板平面弯曲疲劳试验方法 |
| CN112710563A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-27 | 中南大学 | 一种金属棒材弯曲疲劳试验方法 |
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