CN219915155U - 一种环形试样疲劳试验夹具及装置 - Google Patents

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陈建中
吕泳
王启涛
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Abstract

本实用新型公开了一种环形试样疲劳试验夹具及装置,环形试样疲劳试验夹具包括一具有充气口的弹性气囊,所述弹性气囊的外表面至少具有一形状与环形试样内表面形状相匹配的第一贴合面,以使所述弹性气囊充气膨胀后,套设于所述弹性气囊外表面的环形试样内表面能够与所述第一贴合面均匀贴合。所述环形试样疲劳试验夹具中,所述弹性气囊充气膨胀后,即能够将套设于其外表面的环形试样夹紧;并且,向所述弹性气囊内按照设定的频率和幅值充气时,即能够对环形试样施加径向荷载,从而可对所述环形试样进行径向的拉-拉疲劳试验;与现有的环形试样疲劳试验时需要考虑环形试样两端的密封性能相比,本方案无需对环形试样的两端进行密封,使用要求较低。

Description

一种环形试样疲劳试验夹具及装置
技术领域
本实用新型涉及疲劳试验技术领域,尤其涉及一种环形试样疲劳试验夹具及装置。
背景技术
圆柱壳结构是一种在实际工程中广泛应用的工程结构,如各类管道结构、压力容器、火箭筒身等,在国民经济与国防建设中均具有重要作用。工程结构的疲劳性能是其一类至关重要的性能,直接关系到其使用中的安全可靠性。
申请号为201010206877.8的专利公开了一种波纹管低温疲劳试验系统,主要由波纹管试验机及控制装置、调压装置、恒压装置、低温环境装置组成,所述恒压装置包括储气罐,其通过氦气加注管连接到波纹管内,在储气罐与氦气加注管的连接处安装压力传感器,压力传感器连接到波纹管试验机的控制装置上,波纹管试验机的控制装置检测波纹管内的压力波动值。
上述方案在试验时需要保持波纹管两端密封,并通过向波纹管内部通气以形成内压的方式施加荷载,由于试验时需要施加较大的内压力,密封性能较难保证。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述技术不足,提出一种环形试样疲劳试验夹具及装置,解决现有技术中波纹管低温疲劳试验系统在试验时需要保持波纹管两端密封,并通过向波纹管内部通气以形成内压的方式施加荷载,由于试验时需要施加较大的内压力,密封性能较难保证的技术问题。
为达到上述技术目的,本实用新型的技术方案提供一种环形试样疲劳试验夹具,其包括一具有充气口的弹性气囊,所述弹性气囊的外表面至少具有一形状与环形试样内表面形状相匹配的第一贴合面,以使所述弹性气囊充气膨胀后,套设于所述弹性气囊外表面的环形试样内表面能够与所述第一贴合面均匀贴合。
进一步的,所述环形试样疲劳试验夹具还包括固定设置在所述弹性气囊外表面且、沿所述弹性气囊横截面周向均匀分布的若干个第一刚性板。
进一步的,所述第一刚性板的横截面形状为扇环形状。
进一步的,所述弹性气囊为环形弹性气囊,所述弹性气囊的内表面至少具有一形状与环形试样外表面形状相匹配的第二贴合面,以使所述弹性气囊充气膨胀后,套设于所述弹性气囊内表面的环形试样外表面能够与所述第二贴合面均匀贴合。
进一步的,所述环形试样疲劳试验夹具还包括固定设置在所述弹性气囊内表面且、沿所述弹性气囊横截面周向均匀分布的若干个第二刚性板。
进一步的,所述第二刚性板的横截面形状为扇环形状。
进一步的,所述弹性气囊为横截面为圆环形的圆柱状弹性气囊。
进一步的,所述弹性气囊为圆柱状弹性气囊。
本实用新型的技术方案还提供一种环形试样疲劳试验装置,其包括所述的环形试样疲劳试验夹具、充放气机构和管路,所述充放气机构通过所述管路与所述弹性气囊的充气口连接,以按照设定频率和幅值进行充气或放气。
进一步的,所述环形试样疲劳试验夹具还包括气压表,所述气压表与所述弹性气囊连接,用于检测所述弹性气囊内的气体压力。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果包括:
(1)所述环形试样疲劳试验夹具中,所述弹性气囊充气膨胀后,即能够将套设于其外表面的环形试样夹紧;并且,向所述弹性气囊内按照设定的频率和幅值充气时,即能够对环形试样施加径向荷载,从而可对所述环形试样进行径向的拉-拉疲劳试验;与现有的环形试样疲劳试验时需要考虑环形试样两端的密封性能相比,本方案无需对环形试样的两端进行密封,使用要求较低;
(2)所述环形试样疲劳试验装置中,环形试样在所述环形试样疲劳试验夹具上具有两种夹持形态,即将环形试样套设于所述环形试样疲劳试验夹具的外表面或内表面,所述充放气机构向所述弹性气囊按照设定频率和幅值进行充放气时,即能够对环形试样施加径向荷载,从而可对环形试样进行径向的压-压或拉-拉疲劳试验。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种环形试样疲劳试验夹具的结构示意图;
图2是本实用新型提供的一种环形试样疲劳试验装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供了一种环形试样疲劳试验夹具,其结构如图1所示,包括一具有充气口的弹性气囊11,所述弹性气囊11的外表面至少具有一形状与环形试样内表面形状相匹配的第一贴合面111,以使所述弹性气囊11充气膨胀后,套设于所述弹性气囊11外表面的环形试样内表面能够与所述第一贴合面111均匀贴合。
所述环形试样疲劳试验夹具中,所述弹性气囊11充气膨胀后,即能够将套设于其外表面的环形试样夹紧;并且,向所述弹性气囊11内按照设定的频率和幅值充气时,即能够对环形试样施加径向荷载,从而可对所述环形试样进行径向的拉-拉疲劳试验;与现有的环形试样疲劳试验时需要考虑环形试样两端的密封性能相比,本方案无需对环形试样的两端进行密封,使用要求较低。
作为具体的实施例,所述环形试样为圆环形试样,所述弹性气囊11为圆柱状弹性气囊,其材质可以为橡胶。
为了避免试验时因所述弹性气囊11发生不规则变形导致其对环形试样施加的荷载不均匀,作为优选的实施例,所述环形试样疲劳试验夹具还包括固定设置在所述弹性气囊11外表面且、沿所述弹性气囊11横截面周向均匀分布的若干个第一刚性板12。作为具体的实施例,所述第一刚性板12的横截面形状为扇环形状。
可以理解的是,通过在所述弹性气囊11外表面沿周向均匀布置若干个所述第一刚性板12,能够使得膨胀的所述弹性气囊11规则形变,从而避免所述弹性气囊11因受环形试样的阻挡时发生不规则形变导致其内部压力不均问题,使得所述弹性气囊11内部气压及其对环形试样施加的荷载可控。
为了能够对环形试样进行径向的压-压疲劳试验,作为优选的实施例,所述弹性气囊11为环形弹性气囊,所述弹性气囊11的内表面至少具有一形状与环形试样外表面形状相匹配的第二贴合面112,以使所述弹性气囊11充气膨胀后,套设于所述弹性气囊11内表面的环形试样外表面能够与所述第二贴合面112均匀贴合。作为具体的实施例,所述弹性气囊11为横截面为圆环形的圆柱状弹性气囊。
可以理解的是,环形的所述弹性气囊11充气膨胀后,即能够将套设于其内表面的环形试样夹紧;并且,向环形的所述弹性气囊11内按照设定的频率和幅值充气时,即能够对环形试样施加径向荷载,从而可对所述环形试样进行径向的压-压疲劳试验。作为具体的实施例,所述第二刚性板13的横截面形状为扇环形状。
为了避免试验时因所述弹性气囊11发生不规则变形导致其对环形试样施加的荷载不均匀,作为优选的实施例,所述环形试样疲劳试验夹具还包括固定设置在所述弹性气囊11内表面且、沿所述弹性气囊11横截面周向均匀分布的若干个第二刚性板13。
可以理解的是,通过在环形的所述弹性气囊11内表面沿周向均匀布置若干个所述第二刚性板13,能够使得膨胀的所述弹性气囊11规则形变,从而避免所述弹性气囊11因受环形试样的阻挡时发生不规则形变导致其内部压力不均问题,使得所述弹性气囊11内部气压及其对环形试样施加的荷载可控。
本实用新型还提供了一种环形试样疲劳试验装置,其结构如图2所示,包括所述的环形试样疲劳试验夹具1、充放气机构2和管路3,所述充放气机构2通过所述管路3与所述弹性气囊11的充气口连接,以按照设定频率和幅值进行充气或放气。
所述环形试样疲劳试验装置中,环形试样在所述环形试样疲劳试验夹具1上具有两种夹持形态,即将环形试样套设于所述环形试样疲劳试验夹具1的外表面或内表面,所述充放气机构2向所述弹性气囊11按照设定频率和幅值进行充气或放气时,即能够对环形试样施加径向荷载,从而可对环形试样进行径向的压-压或拉-拉疲劳试验。
需要说明的是,由于按照一定的频率及幅值进行充气或放气的智能充气设备属于现有技术,因此该实施例中对于所述充放气机构2的具体结构及原理不作赘述。
为了实时监测所述弹性气囊11内的气压,以控制环形试样受到的径向荷载,作为优选的实施例,所述环形试样疲劳试验装置还包括气压表4,所述气压表4与所述弹性气囊11连接,用于检测所述弹性气囊11内的气体压力。
可以理解的是,在进行疲劳试验前,需进行力的标定,以环形试样的拉-拉疲劳试验为例,首先将压力传感器固定在环形试样的外侧壁,然后使用所述充放气机构2对所述弹性气囊11按照设定频率和幅值进行充气或放气,当充入气体气压为P1时,压力传感器示数为F1,当充入气体气压为P2时,压力传感器示数为F2,……;从而拟合一条力-压强对应曲线;因此,通过所述气压表4的示数,即能够得到此时环形试样径向力的大小。
为了方便理解本实用新型,以下结合图1-图2对本方案的工作原理进行详细说明:
进行拉-拉疲劳试验时,将环形试样套设在所述弹性气囊11外表面,启动所述充放气机构2,以对所述弹性气囊11按照设定频率和幅值进行充气,并实时记录所述气压表4的示数。
进行压-压疲劳试验时,将环形试样套设在所述弹性气囊11内表面,启动所述充放气机构2,以对所述弹性气囊11按照设定频率和幅值进行充气,并实时记录所述气压表4的示数。
以上所述本实用新型的具体实施方式,并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种环形试样疲劳试验夹具,其特征在于,包括一具有充气口的弹性气囊,所述弹性气囊的外表面至少具有一形状与环形试样内表面形状相匹配的第一贴合面,以使所述弹性气囊充气膨胀后,套设于所述弹性气囊外表面的环形试样内表面能够与所述第一贴合面均匀贴合。
2.根据权利要求1所述的一种环形试样疲劳试验夹具,其特征在于,还包括固定设置在所述弹性气囊外表面且、沿所述弹性气囊横截面周向均匀分布的若干个第一刚性板。
3.根据权利要求2所述的一种环形试样疲劳试验夹具,其特征在于,所述第一刚性板的横截面形状为扇环形状。
4.根据权利要求1所述的一种环形试样疲劳试验夹具,其特征在于,所述弹性气囊为环形弹性气囊,所述弹性气囊的内表面至少具有一形状与环形试样外表面形状相匹配的第二贴合面,以使所述弹性气囊充气膨胀后,套设于所述弹性气囊内表面的环形试样外表面能够与所述第二贴合面均匀贴合。
5.根据权利要求4所述的一种环形试样疲劳试验夹具,其特征在于,还包括固定设置在所述弹性气囊内表面且、沿所述弹性气囊横截面周向均匀分布的若干个第二刚性板。
6.根据权利要求5所述的一种环形试样疲劳试验夹具,其特征在于,所述第二刚性板的横截面形状为扇环形状。
7.根据权利要求4所述的一种环形试样疲劳试验夹具,其特征在于,所述弹性气囊为横截面为圆环形的圆柱状弹性气囊。
8.根据权利要求1所述的一种环形试样疲劳试验夹具,其特征在于,所述弹性气囊为圆柱状弹性气囊。
9.一种环形试样疲劳试验装置,其特征在于,包括权利要求1~8中任一项所述的环形试样疲劳试验夹具、充放气机构和管路,所述充放气机构通过所述管路与所述弹性气囊的充气口连接,以按照设定频率和幅值进行充气或放气。
10.根据权利要求9所述的一种环形试样疲劳试验装置,其特征在于,还包括气压表,所述气压表与所述弹性气囊连接,用于检测所述弹性气囊内的气体压力。
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