CN217833395U - 预塑性变形工装夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种预塑性变形工装夹具，用于大型试块的大预塑性变形实验，包括：用于供所述大型试块安装的固定组件与用于对所述大型试块施加压力的压缩组件。该固定组件用于固定大型试块且限制大型试块在压缩过程中的侧向变形量，该压缩组件用于给大型试块施加压力和控制在压缩过程中的压力方向，从而实现大型试块的大预塑性变形试验，避免了大型试块的弯曲变形。

Description

预塑性变形工装夹具

技术领域

本实用新型涉及核电技术领域，尤其涉及一种预塑性变形工装夹具。

背景技术

管道制造或安装的预塑性变形会引起材料加工硬化，使得材料的屈服强度增加，应变硬化能力减小(应力-应变曲线末端变平)，屈强比减小，材料塑性或延性降低。同时，材料大的塑性应变会引起微孔洞形核和长大的损伤。国外研究结果发现：大部分合金钢的理论分析及试验表明较大预塑性应变(2％-10％)使脆性断裂韧性降低明显，尤其是随着使用时间的增加，大预塑性变形将显著降低材料断裂韧性、威胁在使用部件的安全性。因此，需要开展大型试块的大预塑性变形实验，以评估在使用部件的安全性。然而，大型试块的大预塑性变形实验过程中易于出现剪切力过大、弯曲变形及屈曲变形等现象，无法实现单向塑性变形，进而影响评估结果。

相关技术中，如专利文件CN212110908U公开了一种用于压缩实验的加工夹具，该专利采用固定板、底座以及侧支板实现了复合材料板材压缩实验，能够有效保证试样的垂直度，减小试样工作区剪切力加大等负面影响。但该实用新型无法实现大型试块的压缩实验，且主要针对复合材料板材，大型试块压缩过程中易于屈曲或折弯变形，因此针对大型试块的大预塑性变形适用性较低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种预塑性变形工装夹具。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种预塑性变形工装夹具，用于大型试块的大预塑性变形实验，包括：用于供所述大型试块安装的固定组件与用于对所述大型试块施加压力的压缩组件。

在一些实施例中，所述固定组件包括底座、第一支座与第二支座；

所述第一支座与所述第二支座相对可移动设于所述底座上，且所述第一支座和所述第二支座相对之间的空间形成供所述大型试块容置的容置空间。

在一些实施例中，所述第一支座包括垂直连接的第一定位部与第一夹持部，所述第一定位部可移动安装于所述底座上；

所述第二支座包括垂直连接的第二定位部与第二夹持部，所述第一定位部可移动安装于所述底座上。

在一些实施例中，所述固定组件还包括第一防屈曲块、第二防屈曲块、第三防屈曲块与第四防屈曲块；

所述第一防屈曲块与所述第二防屈曲块可相对移动安装在所述第一夹持部朝向所述第二夹持部的一侧；

所述第三防屈曲块与所述第四防屈曲块可相对移动安装在所述第二夹持部朝向所述第一夹持部的一侧；

所述第一防屈曲块、所述第二防屈曲块、所述第三防屈曲块与所述第四防屈曲块的移动方向垂直于所述第一支座与所述第二支座的移动方向。

在一些实施例中，所述第一防屈曲块、所述第二防屈曲块、所述第三防屈曲块与所述第四防屈曲块均为长条块状结构。

在一些实施例中，所述固定组件还包括第一滑块与第二滑块；

所述第一滑块与所述第二滑块相对可移动设于所述底座上，且所述第一滑块与所述第二滑块设于所述容置空间内；

所述第一滑块与所述第二滑块的移动方向垂直于所述第一支座与所述第二支座的移动方向。

在一些实施例中，所述压缩组件包括压合部、第一固定块与第二固定块；

所述第一固定块与所述第二固定块相对可移动设于所述压合部上；

所述第一固定块与所述第二固定块的移动方向垂直于所述第一支座与所述第二支座的移动方向。

在一些实施例中，所述压缩组件还包括用于防止所述大型试块滑动的楔形结构。

在一些实施例中，所述压缩组件还包括垫块，所述垫块设于所述第一固定块和所述第二固定块相对之间形成的定位槽内；所述第一固定块、所述第二固定块与所述垫块共同形成所述楔形结构。

在一些实施例中，所述预塑性变形工装夹具为金属件。

实施本实用新型具有以下有益效果：该预塑性变形工装夹具用于大型试块的大预塑性变形实验，包括固定组件与压缩组件，该固定组件用于固定大型试块且限制大型试块在压缩过程中的侧向变形量，该压缩组件用于给大型试块施加压力和控制在压缩过程中的压力方向，从而实现大型试块的大预塑性变形试验，避免了大型试块的弯曲变形。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，应当理解地，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他相关的附图。附图中：

图1是本实用新型一些实施例中的预塑性变形工装夹具的立体结构示意图；

图2是本实用新型一些实施例中的预塑性变形工装夹具的后视图；

图3是本实用新型一些实施例中的预塑性变形工装夹具的分解图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的以及效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造以及操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定以及限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1至图3，是本实用新型一些实施例中的一种预塑性变形工装夹具，该预塑性变形工装夹具用于但不限于大型试块3的大预塑性变形实验。该预塑性变形工装夹具在一些实施例中可包括用于供大型试块3安装的固定组件1与用于对大型试块3施加压力的压缩组件2。该固定组件1用于固定大型试块3且限制大型试块3在压缩过程中的侧向变形量，该压缩组件2用于给大型试块3施加压力和控制在压缩过程中的压力方向，从而实现大型试块3的大预塑性变形试验，避免了大型试块3的弯曲变形。

该固定组件1在一些实施例中可包括底座11、第一支座12与第二支座13。该第一支座12与该第二支座13相对可移动设于底座11上，且该第一支座12和该第二支座13相对之间的空间形成供大型试块3容置的容置空间。可以理解地，该底座11可以是扁平柱状结构，如可以是为长条柱状结构或者扁平圆柱状结构，该底座11设有若干间隔分布的定位通孔或者定位槽，该定位通孔用于第一支座12与第二支座13的定位。

如图1所示，A方向为第一方向，B方向为第二方向，C方向为第三方向。在一些实施例中，该第一支座12包括垂直连接的第一定位部121与第一夹持部122，该第一定位部121可移动安装于底座11上；该第二支座13包括垂直连接的第二定位部131与第二夹持部132，第一定位部121可移动安装于底座11上。可以理解地，该第一定位部121与该第一夹持部122均为长条块状结构，该第一定位部121与第一夹持部122共同形成大致L形结构，该第一定位部121与第一夹持部122的连接处为圆角结构，可降低该第一支座12的应力集中，加强该第一支座12的强度和刚性。

进一步地，该第一定位部121上设有若干第一条形通孔1211，该第一条形通孔与该定位通孔相对设置，该第一条形通孔1211沿第一方向A延伸，优选地，该第一条形通孔1211的数量为平行间隔设置的两个，在其他一些实施例中，该第一条形通孔1211的数量可根据实际需求进行选择，这里不做具体限定。再进一步地，该第一定位部121可通过第一紧固件123与底座11固定连接，该第一紧固件123可为螺栓或者圆柱销。当该第一定位部121移动到预定位置后，该第一紧固件1212插设并伸入到定位通孔内进行固定，当需要移动该第一定位部121时，则松开该第一紧固件1212即可。

对应地，该第二定位部131与该第二夹持部132均为长条块状结构，该第二定位部131与第二夹持部132共同形成大致L形结构，该第二定位部131与第二夹持部132的连接处为圆角结构，可降低该第二支座13的应力集中，加强该第二支座13的强度和刚性。

进一步地，该第二定位部131上设有若干第二条形通孔1311，该第二条形通孔1311沿第一方向A延伸，优选地，该第二条形通孔1311的数量平行间隔设置的两个，在其他一些实施例中，该第二条形通孔1311的数量可根据实际需求进行选择，这里不做具体限定。再进一步地，该第二定位部131可通过第二紧固件133与底座11固定连接，该第二紧固件133可为螺栓或者圆柱销。其中，当该第二定位部131移动到预定位置后，该第二紧固件1312插设并伸入到定位通孔内进行固定，当需要移动该第二定位部131时，则松开该第二紧固件1312即可。

在一些实施例中，该第一定位部121和第二定位部131也可以是通过滑轨组件可移动安装到底座11上。

可以理解地，该第一夹持部122与该第二夹持部132相对之间的空间形成该大型试块3容置的容置空间，该第一夹持部122与该第二夹持部132共同作用固定该大型试块3的侧部。

该固定组件1在一些实施例中还可包括第一防屈曲块14、第二防屈曲块15、第三防屈曲块16与第四防屈曲块17，该第一防屈曲块14与该第二防屈曲块15可相对移动安装在第一夹持部122朝向第二夹持部132的一侧，该第三防屈曲块16与该第四防屈曲块17可相对移动安装在第二夹持部132朝向第一夹持部122的一侧。

该第一防屈曲块14、该第二防屈曲块15、该第三防屈曲块16与该第四防屈曲块17的移动方向垂直于第一支座12与第二支座13的移动方向。

可以理解地，该第一防屈曲块14、该第二防屈曲块15、该第三防屈曲块16与该第四防屈曲块17的移动方向为第二方向B。该第一防屈曲块14、该第二防屈曲块15、该第三防屈曲块16与该第四防屈曲块17共同作用用于限制大型试块3在压缩过程中的侧向变形量，防止大型试块3屈曲。

在一些实施例中，该第一夹持部122上间隔设有若干第三条形通孔1221和第四条形通孔1223，该第三条形通孔1221和第四条形通孔1223均沿第二方向B延伸，若干该第三条形通孔1221在该第一夹持部122上沿第三方向C间隔均匀分布，若干该第四条形通孔1223在该第一夹持部122上沿第三方向C间隔均匀分布，该第一防屈曲块14和该第二防屈曲块15均为长条形块状结构，该第一防屈曲块14上可以设有若干第一限位孔，第一限位孔沿该第一防屈曲块14高度方向间隔设置，该第二防屈曲块15上可以设有若干第二限位孔，第二限位孔沿该第二防屈曲块15高度方向间隔设置，还包括若干第三紧固件1222和若干第四紧固件1224，第三紧固件1222依序穿设该第三条形通孔1221和第一限位孔以将第一防屈曲块14固定在第一夹持部122的预定位置，该第四紧固件1224依序穿设该第四条形通孔1223和第二限位孔以将第二防屈曲块15固定在第一夹持部122的预定位置，这里的预定位置根据需求进行选择。

优选地，该第三条形通孔1221和第四条形通孔1223的数量均可以为六个，在其他一些实施例中，该第三条形通孔1221的数量可根据实际需求进行选择，该第三条形通孔1221和第四条形通孔1223的分布方式也不限定于上述分布方式，这里不做具体限定。

相对地，在一些实施例中，该第二夹持部132上间隔设有若干第五条形通孔1321和第六条形通孔1323，该第五条形通孔1321和第六条形通孔1323均沿第二方向B延伸，若干该第五条形通孔1321在该第二夹持部132上沿第三方向C间隔均匀分布，若干该第六条形通孔1323在该第二夹持部132上沿第三方向C间隔均匀分布，该第三防屈曲块16和该第四防屈曲块17均为长条形块状结构，该第三防屈曲块16上可以设有若干第三限位孔，第三限位孔沿该第三防屈曲块16高度方向间隔设置，该第四防屈曲块17上可以设有若干第四限位孔，第四限位孔沿该第四防屈曲块17高度方向间隔设置，还包括若干第五紧固件1322和若干第六紧固件1324，第五紧固件1322依序穿设该第五条形通孔1321和第三限位孔以将第三防屈曲块16固定在第二夹持部132的预定位置，该第六紧固件1324依序穿设该第六条形通孔1323和第四限位孔以将第四防屈曲块17固定在第二夹持部132的预定位置，这里的预定位置根据需求进行选择。

优选地，该第五条形通孔1321和第六条形通孔1323的数量均可以为六个，在其他一些实施例中，该第五条形通孔1321的数量可根据实际需求进行选择，该第五条形通孔1321和第六条形通孔1323的分布方式也不限定于上述分布方式，这里不做具体限定。

可以理解地，在一些实施例中，防屈曲块可为一体结构，简化了组装要求，使结构更加稳定可靠。在其他一些实施例中，该防屈曲块可包括若干防曲件，该防曲件可有效降低了结构的用料成本，且易于更换，若干该防曲件分别与该第一夹持部122或第二夹持部132连接，若干该防曲件共同用于限制大型试块3在压缩过程中的侧向变形量，防止大型试块3屈曲。

优选地，该第一防屈曲块14与第二防屈曲块15相对侧可以设有倾斜的导向面或者夹持面，该第三防屈曲块16与第四防屈曲块17相对侧可以设有倾斜的导向面或者夹持面。

可以理解地，该大型试块3的周向侧部受到第一夹持部122、第二夹持部132、第一防屈曲块14、第二防屈曲块15、第三防屈曲块16以及第四防屈曲块17共同作用的限制，能实现超过15％的大塑性变形量。

该固定组件1在一些实施例中还包括第一滑块18与第二滑块19，该第一滑块18与第二滑块19相对可移动设于底座11上，且第一滑块18与第二滑块19设于第一夹持部122与第二夹持部132相对之间的空间形成的容置空间内，该第一滑块18与第二滑块19的移动方向垂直于第一支座12与第二支座13的移动方向。可以理解地，该第一滑块18与第二滑块19均为长条块状结构或者方体块，该第一滑块18与第二滑块19的移动方向为第二方向B。

进一步地，该第一滑块18上设有若干第七条形通孔181，该第七条形通孔181沿第二方向B延伸，优选地，该第七条形通孔181的数量为平行间隔设置的两个，在其他一些实施例中，该第七条形通孔181的数量可根据实际需求进行选择，这里不做具体限定。

再进一步地，该第一滑块18可通过第七紧固件182与底座11连接，该第七紧固件182可为螺栓或者圆柱销。第七紧固件182的底部可以是抵接在该底座11的上表面，以对该第一滑块18进行固定，或者，该底座11上可以设有固定孔或者固定槽，以供第七紧固件182插入固定。

进一步地，该第二滑块19上设有若干第八条形通孔191，该第八条形通孔191沿第二方向B延伸，优选地，该第八条形通孔191的数量为平行间隔设置的两个，在其他一些实施例中，该第八条形通孔191的数量可根据实际需求进行选择，这里不做具体限定。

再进一步地，该第二滑块19可通过第八紧固件192与底座11连接，该第八紧固件192可为螺栓或者圆柱销。第三紧固件182的底部可以是抵接在该底座11的上表面，以对该第二滑块19进行固定，或者，该底座11上可以设有固定孔或者固定槽，以供第八紧固件192插入固定。

可以理解地，该第一滑块18与第二滑块19共同作用用于固定该大型试块3的底部。

其中，在其他一些实施例中，也可不设置有该第一滑块18与第二滑块19。可以理解地，该第一防屈曲块14的高度可沿第三方向C延伸至底座11端面上，可替代该第一滑块18与第二滑块19固定该大型试块3的底部的作用，可简化组装结构。

优选地，该第一滑块18与第二滑块19相对的侧面对应设置承载部，可用以承载并相对固定大型试块3的底部。

该压缩组件2在一些实施例中可包括压合部21、第一固定块22与第二固定块23。该第一固定块22与第二固定块23相对可移动设于压合部21上，该第一固定块22与第二固定块23的移动方向垂直于第一支座12与第二支座13的移动方向。可以理解地，该压合部21为长条块状结构，其与外部冲压机构连接，用于对该大型试块3施加第三方向C的力，将大型试块3压缩。在其他一些实施例中，该压合部21也可为圆板状结构或者其他结构形式，这里不做具体限定。

其中，该第一固定块22与第二固定块23的移动方向为第二方向B，该第一固定块22上设有若干第九条形通孔221，该第九条形通孔221沿第二方向B延伸，优选地，该第九条形通孔221的数量为平行间隔设置的两个，在其他一些实施例中，该第九条形通孔221的数量可根据实际需求进行选择，这里不做具体限定。再进一步地，该第一固定块22可通过第九紧固件222与压合部21固定连接，该第九紧固件222可为螺栓或者圆柱销。

对应地，该第二固定块23上设有若干第十条形通孔231，该第十条形通孔231沿第二方向B延伸，优选地，该第十条形通孔231的数量为平行间隔设置的两个，在其他一些实施例中，该第十条形通孔231的数量可根据实际需求进行选择，这里不做具体限定。再进一步地，该第二固定块23可通过第十紧固件232与压合部21固定连接，该第十紧固件232可为螺栓或者圆柱销。

可以理解地，该第一固定块22与第二固定块23共同作用固定该大型试块3顶部，防止该大型试块3顶部变形过度，防止该大型试块3折弯。

在一些实施例中，该压缩组件2还包括用于防止大型试块3滑动的楔形结构。

进一步地，该压缩组件2在一些实施例中还可包括垫块24，该垫块24设于第一固定块22和第二固定块23相对之间形成的定位槽内，该第一固定块22、第二固定块23与垫块24共同形成楔形结构。优选地，该第一固定块22和第二固定块23相对的表面设有凸起部，该凸起部可用以承托该垫块24的侧缘。

可以理解地，该垫块24为长条板状结构，其用于将压合部21施加的压力传导至大型试块3上。进一步地，该底座11、该压合部21、该垫块24与该大型试块3的中心重合，与该楔形结构共同用于防止大型试块3滑动，使得大型试块3有效对中、锁死大型试块3并保证大型试块3垂直度。优选地，在一些实施例中，该垫块24还可加设于第一滑块18与第二滑块19之间用于抵住大型试块3下端，在其他一些实施例中，也可不加设有该垫块24。

该预塑性变形工装夹具在一些实施例中可为金属件。该金属件优选为耐高温合金材料，可使得该预塑性变形工装夹具能装入环境箱内实现大型试块3高温压缩实验，该耐高温合金材料可以是耐热钢、耐热铝合金或者耐热钛合金的其中一种，当然，该预塑性变形工装夹具还可以是采用其他材质，这里不做具体限定。

可以理解地，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体以及详细，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，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形以及改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种预塑性变形工装夹具，用于大型试块(3)的大预塑性变形实验，其特征在于，包括：用于供所述大型试块(3)安装的固定组件(1)与用于对所述大型试块(3)施加压力的压缩组件(2)。

2.根据权利要求1所述的预塑性变形工装夹具，其特征在于，所述固定组件(1)包括底座(11)、第一支座(12)与第二支座(13)；

所述第一支座(12)与所述第二支座(13)相对可移动设于所述底座(11)上，且所述第一支座(12)和所述第二支座(13)相对之间的空间形成供所述大型试块(3)容置的容置空间。

3.根据权利要求2所述的预塑性变形工装夹具，其特征在于，所述第一支座(12)包括垂直连接的第一定位部(121)与第一夹持部(122)，所述第一定位部(121)可移动安装于所述底座(11)上；

所述第二支座(13)包括垂直连接的第二定位部(131)与第二夹持部(132)，所述第二定位部(131)可移动安装于所述底座(11)上。

4.根据权利要求3所述的预塑性变形工装夹具，其特征在于，所述固定组件(1)还包括第一防屈曲块(14)、第二防屈曲块(15)、第三防屈曲块(16)与第四防屈曲块(17)；

所述第一防屈曲块(14)与所述第二防屈曲块(15)可相对移动安装在所述第一夹持部(122)朝向所述第二夹持部(132)的一侧；

所述第三防屈曲块(16)与所述第四防屈曲块(17)可相对移动安装在所述第二夹持部(132)朝向所述第一夹持部(122)的一侧；

所述第一防屈曲块(14)、所述第二防屈曲块(15)、所述第三防屈曲块(16)与所述第四防屈曲块(17)的移动方向垂直于所述第一支座(12)与所述第二支座(13)的移动方向。

5.根据权利要求4所述的预塑性变形工装夹具，其特征在于，所述第一防屈曲块(14)、所述第二防屈曲块(15)、所述第三防屈曲块(16)与所述第四防屈曲块(17)均为长条块状结构。

6.根据权利要求2所述的预塑性变形工装夹具，其特征在于，所述固定组件(1)还包括第一滑块(18)与第二滑块(19)；

所述第一滑块(18)与所述第二滑块(19)相对可移动设于所述底座(11)上，且所述第一滑块(18)与所述第二滑块(19)设于所述容置空间内；

所述第一滑块(18)与所述第二滑块(19)的移动方向垂直于所述第一支座(12)与所述第二支座(13)的移动方向。

7.根据权利要求2至6任一项所述的预塑性变形工装夹具，其特征在于，所述压缩组件(2)包括压合部(21)、第一固定块(22)与第二固定块(23)；

所述第一固定块(22)与所述第二固定块(23)相对可移动设于所述压合部(21)上；

所述第一固定块(22)与所述第二固定块(23)的移动方向垂直于所述第一支座(12)与所述第二支座(13)的移动方向。

8.根据权利要求7所述的预塑性变形工装夹具，其特征在于，所述压缩组件还包括用于防止所述大型试块(3)滑动的楔形结构。

9.根据权利要求8所述的预塑性变形工装夹具，其特征在于，所述压缩组件(2)还包括垫块(24)，所述垫块(24)设于所述第一固定块(22)和所述第二固定块(23)相对之间形成的定位槽内；所述第一固定块(22)、所述第二固定块(23)与所述垫块(24)共同形成所述楔形结构。

10.根据权利要求1至6任一项所述的预塑性变形工装夹具，其特征在于，所述预塑性变形工装夹具为金属件。

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