CN213956751U - 条带弹簧整体疲劳试验夹具 - Google Patents

Abstract

本公开属于核电技术领域，具体涉及一种条带弹簧整体疲劳试验夹具。本公开通过底板定位板和压板共同夹持待测条带弹，并通过垫块和测试棒共同压抵条带弹簧的钢凸和弹片，逼真的模拟了模拟条带弹簧真实服役约束条件，解决了无法对条带弹簧整体疲劳性能进行测试研究的难题。从而可以实现对弹簧真实工况的模拟并进行测试，为研究条带弹簧疲劳性能提供了重要的理论指导和技术支撑，具有重要的科学意义和工程应用价值。

Description

条带弹簧整体疲劳试验夹具

技术领域

本实用新型属于核电技术领域，具体涉及一种条带弹簧整体疲劳试验夹具。

背景技术

条带弹簧广泛应用于在核燃料元件生产中，并起到关键支持作用，因此其疲劳性能直接关系到设备服役寿命与可靠性。但由于条带弹簧尺寸特别且服役过程中受力条件也很复杂，因此，目前对条带弹簧疲劳性能的测试研究都是基于单个弹簧或对实际工况进行简化来进行的。随着对设备质量和服役寿命要求的提升，传统测试方法和手段已不能满足工程应用的需求，因此迫切需要合适的设备按实际服役工况对条带弹簧整体进行疲劳性能测试。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，提供了一种条带弹簧整体疲劳试验夹具。

根据本公开实施例的一方面，提供一种条带弹簧整体疲劳试验夹具，所述条带弹簧整体疲劳试验夹具包括：底板、定位板、压板、测试棒以及多个垫块；

所述底板上表面开设多条凹槽，每个凹槽内嵌入一个垫块，每个垫块的弧形上表面朝向嵌入的凹槽的开口处；

所述定位板连接在所述底板上方，所述定位板为回形框状结构，所述定位板的内框轮廓与待测条带弹簧的边缘轮廓相适配，使得待测条带弹簧嵌入在所述定位板的内框中，并覆盖在多个垫块上方，嵌入在每个凹槽中的垫块之间的分布与待测条带弹簧下表面的钢凸的分布相适配，每个垫块的上表面能够与一个钢凸相接触；

所述压板盖设在所述定位板上方，所述压板与所述定位板相互连接以夹持固定待测条带弹簧的边缘；所述压板为回形框状结构；

所述测试棒上端与疲劳测试机连接，所述测试棒的下端穿过所述压板的内框压抵在待测条带弹簧的垫片上，所述疲劳测试机用于向所述测试棒施加多个预设阈值的压力来测试待测条带弹簧的疲劳压力值。

在一种可能的实现方式中，所述多个垫块分为多组，每组垫块的高度相同，每组垫块的数量与所述多个凹槽的数量相同，不同组垫块的高度不同。

在一种可能的实现方式中，所述底板为回形框状结构。

在一种可能的实现方式中，所述测试棒下端包括多个压头，每个压头能够压抵待测条带弹簧的一个弹片。

在一种可能的实现方式中，所述定位板通过多个螺钉与所述底板连接。

在一种可能的实现方式中，所述压板通过多个螺钉分别与所述定位板以及所述底板连接。

在一种可能的实现方式中，待测条带弹簧的边缘开设多个定位凹槽，所述底板、所述定位板以及所述下压板沿轴向开设多个定位螺纹孔；

所述条带弹簧整体疲劳试验夹具还包括多个定位螺钉，每个定位螺钉螺纹连接在所述底板的一个定位螺纹孔、一个定位板的定位螺纹孔以及一个下压板的定位螺纹孔中，并卡在一个定位凹槽中。

在一种可能的实现方式中，所述垫块的上表面的弧度，以及所述测试棒下表面的弧度与燃料棒侧面的弧度相一致。

在一种可能的实现方式中，所述条带弹簧整体疲劳试验夹具还包括多个挡板，每个挡板连接在所述底板的一个侧面。

在一种可能的实现方式中，每个挡板与所述底板通过螺钉连接。

本公开的有益效果在于：本公开通过底板定位板和压板共同夹持待测条带弹，并通过垫块和测试棒共同压抵条带弹簧的钢凸和弹片，逼真的模拟了条带弹簧真实服役约束条件，解决了无法对条带弹簧整体疲劳性能进行测试研究的难题。从而可以实现对弹簧真实工况的模拟并进行测试，为研究条带弹簧疲劳性能提供了重要的理论指导和技术支撑，具有重要的科学意义和工程应用价值。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种条带弹簧整体疲劳试验夹具的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的底板的剖视图。

图3是根据一示例性实施例示出的底板的俯视图。

图4是根据一示例性实施例示出的定位板的剖视图。

图5是根据一示例性实施例示出的定位板的俯视图。

图6是根据一示例性实施例示出的条带弹簧嵌入定位板的示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的压板的示意图。

图8是根据一示例性实施例示出的压板的俯视图。

图9是根据一示例性实施例示出的一种条带弹簧整体疲劳试验夹具的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

在本公开中，条带弹簧的一面可以为钢凸，条带弹簧的另一面与该钢凸正对的位置可以为弹片，条带弹簧在实际服役过程中，条带弹簧的钢凸和弹片同时受到不同燃料棒的挤压。

图1是根据一示例性实施例示出的一种条带弹簧整体疲劳试验夹具的示意图。图2是根据一示例性实施例示出的底板的剖视图。图3是根据一示例性实施例示出的底板的俯视图。如图1所示，该条带弹簧整体疲劳试验夹具包括：底板6、定位板5、压板4、测试棒(图中未示出)以及多个垫块8；

如图1至图3所示，底板6上表面开设多条凹槽，如图1所示，每个凹槽内可以嵌入一个垫块8，每个垫块8的弧形上表面朝向嵌入的凹槽的开口处。

如图1所示，定位板5连接在底板6上方，例如，底板6与定位板5之间可以通过螺钉1连接。

图4是根据一示例性实施例示出的定位板的剖视图。图5是根据一示例性实施例示出的定位板的俯视图。图6是根据一示例性实施例示出的条带弹簧嵌入定位板的示意图。如图4至图6所示，定位板为回形框状结构，如图6所示，定位板5的内框轮廓与待测条带弹簧13的边缘轮廓相适配，使得待测条带弹簧13嵌入在定位板的内框中。如图1所示，待测条带弹簧13覆盖在多个垫块8上方，嵌入在每个凹槽中的垫块之间的分布与待测条带弹簧下表面的钢凸12的分布相适配，每个垫块8的上表面能够与一个钢凸12相接触，条带弹簧13的下表面与该钢凸12正对的位置为弹片11；

如图1所示，压板4盖设在定位板5上方，例如，压板4可以与定位板5、底板6通过螺钉1连接。压板与定位板相互连接以夹持固定待测条带弹簧的边缘。

图7是根据一示例性实施例示出的压板的示意图。图8是根据一示例性实施例示出的压板的俯视图。如图7至图8所示，压板为回形框状结构，如图1所示，压板的内框可以露出待测的条带弹簧。

测试棒上端与疲劳测试机(图中未示出)连接，测试棒的下端穿过压板的内框压抵在待测条带弹簧的弹片上，疲劳测试机用于向测试棒施加多个预设阈值的压力来测试待测条带弹簧的疲劳压力值。

疲劳试验时保证格架弹簧与燃料棒接触面在整个试验过程中受到正压力，试验时将格架弹簧压缩至名义位移，然后再施加一定压缩量，在该位置按照该循环载荷往复加载，记录格架弹簧完全断裂时经历的循环次数；如果完成了1×107次载荷循环格架弹簧仍未发生断裂，则可停止试验。

本公开通过底板定位板和压板共同夹持待测条带弹，并通过垫块和测试棒共同压抵条带弹簧的钢凸和弹片，逼真的模拟了条带弹簧真实服役约束条件，解决了无法对条带弹簧整体疲劳性能进行测试研究的难题。从而可以实现对弹簧真实工况的模拟并进行测试，为研究条带弹簧疲劳性能提供了重要的理论指导和技术支撑，具有重要的科学意义和工程应用价值。

在一种可能的实现方式中，多个垫块分为多组，每组垫块的高度相同，每组垫块的数量与多个凹槽的数量相同，不同组垫块的高度不同。这样，可以通过插入不同高度的垫块来模拟实际弹簧装入时不同的预变形量。

在一种可能的实现方式中，底板为回形框状结构。这样，可以方便拆装垫块。

在一种可能的实现方式中，测试棒下端包括多个压头，每个压头能够压抵待测条带弹簧的一个弹片。由此可以同时测试多个弹片，提高测试效率。

在一种可能的实现方式中，待测条带弹簧的边缘开设多个定位凹槽，底板、定位板以及下压板沿轴向开设多个定位螺纹孔；

如图1所示，条带弹簧整体疲劳试验夹具还包括多个定位螺钉2，每个定位螺钉2螺纹连接在底板的一个定位螺纹孔、一个定位板的定位螺纹孔以及一个下压板的定位螺纹孔中，并卡在一个定位凹槽中。这样，可以进一步有效避免待测条带弹簧相对于底板和定位板产生径向位移。

图9是根据一示例性实施例示出的一种条带弹簧整体疲劳试验夹具的俯视图。如图9所示，条带弹簧整体疲劳试验夹具还包括多个挡板10，每个挡板10连接在压板4下的底板(图中未示出)的一个侧面。这样可以进一步有效固定待测条带弹簧。其中，每个挡板与所述底板通过螺钉连接。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种条带弹簧整体疲劳试验夹具，其特征在于，所述条带弹簧整体疲劳试验夹具包括：底板、定位板、压板、测试棒以及多个垫块；

所述底板上表面开设多条凹槽，每个凹槽内嵌入一个垫块，每个垫块的弧形上表面朝向嵌入的凹槽的开口处；

所述定位板连接在所述底板上方，所述定位板为回形框状结构，所述定位板的内框轮廓与待测条带弹簧的边缘轮廓相适配，使得待测条带弹簧嵌入在所述定位板的内框中，并覆盖在多个垫块上方，嵌入在每个凹槽中的垫块之间的分布与待测条带弹簧下表面的钢凸的分布相适配，每个垫块的上表面能够与一个钢凸相接触；

所述压板盖设在所述定位板上方，所述压板与所述定位板相互连接以夹持固定待测条带弹簧的边缘；所述压板为回形框状结构；

所述测试棒上端与疲劳测试机连接，所述测试棒的下端穿过所述压板的内框压抵在待测条带弹簧的弹片上，所述疲劳测试机用于向所述测试棒施加多个预设阈值的压力来测试待测条带弹簧的疲劳压力值。

2.根据权利要求1所述的条带弹簧整体疲劳试验夹具，其特征在于，所述多个垫块分为多组，每组垫块的高度相同，每组垫块的数量与所述多个凹槽的数量相同，不同组垫块的高度不同。

3.根据权利要求1所述的条带弹簧整体疲劳试验夹具，其特征在于，所述底板为回形框状结构。

4.根据权利要求1所述的条带弹簧整体疲劳试验夹具，其特征在于，所述测试棒下端包括多个压头，每个压头能够压抵待测条带弹簧的一个弹片。

5.根据权利要求1所述的条带弹簧整体疲劳试验夹具，其特征在于，所述定位板通过多个螺钉与所述底板连接。

6.根据权利要求1所述的条带弹簧整体疲劳试验夹具，其特征在于，所述压板通过多个螺钉分别与所述定位板以及所述底板连接。

7.根据权利要求1所述的条带弹簧整体疲劳试验夹具，其特征在于，待测条带弹簧的边缘开设多个定位凹槽，所述底板、所述定位板以及所述压板沿轴向开设多个定位螺纹孔；

所述条带弹簧整体疲劳试验夹具还包括多个定位螺钉，每个定位螺钉螺纹连接在所述底板的一个定位螺纹孔、一个定位板的定位螺纹孔以及一个压板的定位螺纹孔中，并卡在一个定位凹槽中。

8.根据权利要求1所述的条带弹簧整体疲劳试验夹具，其特征在于，所述垫块的上表面的弧度，以及所述测试棒下表面的弧度与燃料棒侧面的弧度相一致。

9.根据权利要求1所述的条带弹簧整体疲劳试验夹具，其特征在于，所述条带弹簧整体疲劳试验夹具还包括多个挡板，每个挡板连接在所述底板的一个侧面。

10.根据权利要求9所述的条带弹簧整体疲劳试验夹具，其特征在于，每个挡板与所述底板通过螺钉连接。

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