CN219977982U - 拉伸试验夹具及拉伸试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及材料力学拉伸性能测试设备的技术领域，提供一种拉伸试验夹具及拉伸试验机，包括，相对设置的底座和盖板，底座和盖板相对的一面为安装面；第一夹持部，设置于底座和盖板中的一者；第一夹持部包括设置于安装面的楔形槽，以及滑动配合于楔形槽中的楔形块；第二夹持部，设置于底座和盖板中的另一者；楔形块与第二夹持部的位置相对应，用于配合第二夹持部预紧试样；锁紧件，用于锁紧底座和盖板，使楔形块与第二夹持部夹紧试样。如此设置，减小了试样与夹具之间发生打滑的问题，保证了试样在低温拉伸测试过程中的固定夹紧，从而准确、稳定地测量试样在低温环境下的力学性能；此外，本夹具结构简单紧凑，体积小，适合在低温杜瓦中使用。

Description

拉伸试验夹具及拉伸试验机

技术领域

本实用新型涉及材料力学拉伸性能测试设备的技术领域，尤其涉及一种拉伸试验夹具及拉伸试验机。

背景技术

随着复合材料在各个领域内的广泛应用，对其低温环境下的抗拉强度、模量以及断裂应变等力学性能的研究就具有非常重要的意义。拉伸试验是用于测定材料在拉伸荷载作用下的一系列特性的试验，是用于检测材料机械性能基本的方法之一。

现有的，在进行拉伸试验时，会采用液压夹具或螺栓紧固夹具夹紧固定试样的两端。

但上述夹具普遍存在体积较大、结构复杂、安装困难的问题；此外，低温条件下夹具与试样之间容易产生打滑的现象，难以准确、稳定地测量复合材料在低温环境下的力学性能。

实用新型内容

本实用新型提供一种拉伸试验夹具及拉伸试验机，用以解决现有技术中的夹具难以适用于低温环境下试样拉伸力学性能测试的问题，用以准确、稳定地测量试样在低温环境下的力学性能。

本实用新型提供一种拉伸试验夹具，包括，

相对设置的底座和盖板，所述底座和盖板相对的一面为安装面；

第一夹持部，设置于所述底座和盖板中的一者；所述第一夹持部包括设置于所述安装面的楔形槽，以及滑动配合于所述楔形槽中的楔形块；所述楔形块背离所述楔形槽底面的一面凸出于所述安装面，形成夹持面；

第二夹持部，设置于所述底座和盖板中的另一者；所述楔形块与所述第二夹持部的位置相对应，用于配合所述夹持面预紧试样；

锁紧件，用于锁紧所述底座和所述盖板，使所述楔形块与所述第二夹持部夹紧试样。

根据本实用新型提供的一种拉伸试验夹具，所述第二夹持部包括设置于所述安装面的楔形槽，以及滑动配合于所述楔形槽中的楔形块；所述底座上的楔形块与所述盖板上的楔形块位置相对应。

根据本实用新型提供的一种拉伸试验夹具，所述锁紧件为互相配合的螺栓和螺母，所述螺栓依次穿过所述底座和所述盖板并通过螺母锁紧。

根据本实用新型提供的一种拉伸试验夹具，所述楔形块背离所述楔形槽底面的一面为粗糙的平面。

根据本实用新型提供的一种拉伸试验夹具，所述楔形块采用高硬度合金钢制成。

根据本实用新型提供的一种拉伸试验夹具，所述底座和所述盖板采用超低温钢制成。

根据本实用新型提供的一种拉伸试验夹具，所述底座上设置有用于对所述盖板进行定位的定位槽，所述盖板嵌合于所述定位槽。

根据本实用新型提供的一种拉伸试验夹具，所述锁紧件设置有四组，所述楔形块位于四组所述锁紧件围合成的范围内。

根据本实用新型提供的一种拉伸试验夹具，所述底座的端部设置有用于连接动力元件工作端的连接孔。

根据本实用新型提供的一种拉伸试验夹具，所述连接孔位于所述楔形块宽度方向的中心位置。

本实用新型还提供一种拉伸试验机，包括两个相对设置的上述拉伸试验夹具，分别用于对试样的两端进行夹持。

本实用新型实施例提供的拉伸试验夹具及拉伸试验机，通过采用锁紧件锁紧底座和盖板，可以将试样的端部夹紧固定于第一夹持部和第二夹持部之间，保证初始的预紧力，同时将第一夹持部以及第二夹持部设置为楔形块与楔形槽滑移配合的形式，在拉动试样时，会使楔形块与楔形槽产生相对滑移的趋势，从而使得楔形块对试样的压力增大，随着拉伸荷载的不断增大，楔形滑块对试样的压力不断增大，从而减小了试样与夹具之间发生打滑的问题，保证了试样在低温拉伸测试过程中的固定夹紧，从而准确、稳定地测量试样在低温环境下的力学性能；此外，本夹具结构简单紧凑，体积小等优势，适合在低温杜瓦中使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一个实施例中提供的拉伸试验夹具的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例中提供的底座的结构示意图；

图3是本实用新型一个实施例中提供的盖板的结构示意图；

图4是本实用新型另一个实施例中提供的拉伸试验夹具的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中提供的试样的结构示意图。

附图标记：

1、底座；10、定位槽；11、连接孔；2、盖板；3、第一夹持部；30、第一楔形槽；31、第一楔形块；4、第二夹持部；40、第二楔形槽；41、第二楔形块；5、锁紧件；50、螺栓；51、螺母；6、试样。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了方便理解本实用新型提供的拉伸试验夹具及拉伸试验机，首先说明其应用场景，对试样进行拉伸力学性能测试时，需要使用夹具夹紧固定试样的两端。现有的，一般会采用液压夹具或螺栓紧固夹具对试样两端进行夹紧固定。

但对于复合材料在低温环境(-269℃～室温)下的拉伸试验，一方面由于复合材料本身强度很高，需要夹具具有很大的夹持力度，另一方面，受低温环境的影响，零件的收缩以及零件之间线膨胀系数的差异，导致装配好的试样在降温的过程中难以完全固定夹紧，试样与夹具之间容易存在打滑的问题而无法固定牢固；此外，现有的夹具普遍体积较大、结构复杂、安装困难等问题，导致其在一些低温环境例如液氮杜瓦容器中难以安装。因此，准确和稳定地测量纤维复合材料在低温环境下的力学性能是非常困难的。基于此，本实用新型提供了一种拉伸试验夹具及拉伸试验机，用以解决现有技术中的夹具难以适用于低温环境下试样拉伸力学性能测试的问题，用以准确、稳定地测量试样在低温环境下的力学性能。

下面结合图1-图5描述本实用新型的拉伸试验夹具及拉伸试验机。

参照图1-图3，一种拉伸试验夹具，其主要包括底座1、盖板2、第一夹持部3、第二夹持部4和锁紧件5；其中，底座1和盖板2构成了夹具的主体部分，二者为相对设置的分体式结构，并且二者相对的一面为安装面。

第一夹持部3设置于底座1和盖板2二者之一上，其包括设置于安装面上的楔形槽，以及滑动配合于安装槽中的楔形块；楔形块背离楔形槽底面的一面凸出于安装面或与安装面平齐，形成夹持面。

第二夹持部4设置于底座1和盖板2的另一者上，其位置与楔形块的位置相对应，通过楔形块和第二夹持部4相配合，形成用于对试样6进行夹持的夹持空间。锁紧件5用于连接并锁紧底座1和盖板2，从而使楔形块和第二夹持部4对试样6进行夹持和预紧。

实际应用中，将试样6的端部插入到楔形块与第二夹持部4形成的夹持空间内，然后使用锁紧件5将底座1和盖板2锁紧，使得楔形块与第二夹持部4夹紧试样6，保证了初始预紧力。在进行拉伸测试时，试样6对楔形块施加摩擦力，使楔形块在楔形槽内有滑移的趋势，部分分力转化为楔形块对试样6施加的压力，使得楔形块与试样6之间的压力增大，从而增大试样6与楔形块之间的摩擦力，随着拉伸荷载的不断增大，楔形滑块对试样6的压力不断增大，减小了试样6与夹具之间发生打滑的问题，保证了试样6在低温拉伸测试过程中的固定夹紧，从而准确、稳定地测量试样6在低温环境下的力学性能；此外，本夹具结构简单紧凑，体积小等优点，适合在低温杜瓦中使用。

具体的，第二夹持部4的结构与第一夹持部3的结构相同，其同样包括开设于安装面上的楔形槽，以及滑动配合于楔形槽中的楔形块，底座1上的楔形块与盖板2上的楔形块位置相对应，使用锁紧件5锁紧底座1和盖板2后，底座1上的楔形块与盖板2上的楔形块共同夹紧试样6，保证初始预紧力，当试样6向外拉动时，两个楔形块对试样6的压力同步增大，进一步提高了对试样6的夹紧固定效果。

为了便于理解，设定第一夹持部3位于底座1上，第二夹持部4位于盖板2上，并且第一夹持部3的楔形槽为第一楔形槽30，楔形块为第一楔形块31，第二夹持部4的楔形槽为第二楔形槽40，楔形块为第二楔形块41。

具体的，第一楔形槽30沿试样6的拉动方向延伸并穿透底座1的一侧，其底面为斜面，并且沿试样6的拉动方向其底面与安装面的距离逐渐减小；第一楔形块31具有一个可与第一楔形槽30底面相贴合的斜面，使得第一楔形块31沿第一楔形槽30滑移的过程中，夹持面逐渐上抬，增大夹持面与试样6之间的压力。

具体的，第一楔形块31的夹持面为平面，以便于对试样6进行夹紧、固定，夹持面经过粗糙处理，例如可以对夹持面进行打磨或附着颗粒，从而在夹持面上形成磨砂，或在夹持面上加工纹理，以提高夹持面的粗糙度。

具体的，第一楔形块31采用高硬度合金钢，使其具有较高的硬度及耐磨性能，提高其使用寿命。

具体的，第二楔形槽40的形状、结构与第一楔形槽30相同，区别仅在于第二楔形槽40设置于盖板2上，当盖板2通过锁紧件5锁合于底座1上后，第一楔形槽30和第二楔形槽40呈镜像对称布设。相应的，第二楔形块41的结构和材质与第一楔形块31的结构和材质相同，第一楔形块31与第二楔形块41相配合夹紧固定试样6。

另一个实施例中，第二楔形槽40的形状还可以根据实际的需求进行调整，使其不同于第一楔形槽30的形状，相应的，第二楔形块41的形状、材质也可以根据实际的需求进行相应的调整。

另一个实施例中，第二夹持部4的结构还可以不同于第一夹持部3，例如，第二楔形块41可以固定连接于第二楔形槽40中，拉动试样6时，第一楔形块31朝向第二楔形块41运动夹紧试样6；或者通过在安装面上设置磨砂层、纹理层等粗糙结构以形成第二夹持部4。

参照图2-图3，底座1上设置有第一通孔，盖板2上对应第一通孔的位置设置有第二通孔；锁紧件5为互相配合的螺栓50和螺母51，螺栓50依次穿过第一通孔和第二通孔后采用螺母51锁紧，在螺栓50大端头和螺母51的共同作用下，使盖板2与底座1相连接，从而使得第一楔形块31和第二楔形块41夹紧试样。

另一个实施例中，参照图4，第一通孔为螺纹孔，第二通孔为光孔，锁紧件5采用单螺栓50结构，使用锁紧件5穿过盖板2上的第二通孔后与底座1上的第一通孔螺纹连接，螺栓50的大端头与盖板2抵紧，从而将盖板2锁紧于底座1上。如此设置，减少了零部件的使用，方便了底座1和盖板2的安拆。

可以理解的是，另一个实施例中，还可以将第一通孔设置为光孔，将第二通孔设置为螺纹孔，使用螺栓50穿过底座1上的第一通孔后与盖板2上的第二通孔螺纹连接，螺栓50的大端头与底座1抵紧，同样可以将盖板2锁紧于底座1上。

可以理解的是，另一个实施例中，还可以将第一通孔和第二通孔均设置为螺纹孔，使用螺栓50同时与第一通孔和第二通孔螺纹连接，螺栓50的大端头与盖板2或底座1之一相抵接，同样可以将盖板2锁紧于底座1上。

另一个实施例中，锁紧件5还可以采用双头螺栓配合螺母的结构。此外，锁紧件5还可以采用螺杆配合螺母的结构，具体的，将螺杆的一端固定连接到底座1或盖板2之一上，在另一者上对应螺杆的位置开设通孔，在连接底座1和盖板2时，将螺杆穿过通孔后使用螺母锁紧，以使第一楔形块31和第二楔形块41压紧试样6。

具体的，第一通孔的直径为12mm，其分为两组且分别设置于第一楔形块31的两侧，每组有两个且分别位于第一楔形块31的两端，从而使第一楔形块31位于四个第一通孔围合成的矩形范围内，相应的，第二通孔的规格与第一通孔的规格相同，其在盖板2上的布设方式与第一通孔在底座1上的布设方式相同。

当盖板2配合于底座1后，第一通孔与第二通孔相对应，使用螺栓50依次穿过第一通孔和第二通孔后使用螺母51锁紧，此时，第一楔形块31和第二楔形块41均位于四组锁紧件5所围合的范围内，从而提高锁紧效果，保证初始预紧力。

具体的，参照图1，底座1上设置有定位槽10，盖板2的大小与定位槽10相适配，第一通孔开设于定位槽10的底面上，当盖板2嵌合于定位槽10时，第一通孔与第二通孔相对应，通过定位槽10，可以便于底座1和盖板2的定位装配。

参照图1，底座1的端部设置有连接孔11，用于连接动力元件例如拉力杆的工作端。具体的，连接孔11为螺纹孔并且位于底座1端部的中心位置，同时连接孔11也位于楔形块宽度方向的中心位置，如此设置，在进行拉力试验时，可以使夹具的受力点位于试样6宽度方向的中心位置，保证试样6受力的均匀度。

夹具除楔形块以外的部件可以采用低温钢材质制成，具体的，可以采用超低温钢，从而使夹具整体在低温环境例如-269℃～室温环境内均能保持良好的韧性，保证其使用的可靠性。

下面对本实用新型提供的拉伸试验机进行描述，下文描述的拉伸试验机与上文描述的拉伸试验夹具可相互对应参照。

一种拉伸试验机，包括相对设置的两个拉力杆，以及分别连接于两个拉力杆上的上述的拉伸试验夹具，两个拉伸试验夹具分别用于对试样6的两端进行夹持。

基于上述实施例，在实际对试样6进行力学测试时，主要包括以下步骤：

S1、将底座1与试验机的拉力杆连接；

S2、将螺栓50穿过底座1的四个通孔，然后将盖板2扣合于底座1上，拧上螺母51使盖板2连接于底座1上，螺母51不要拧紧；

S3、将试样6端部放入到第一楔形块31和第二楔形块41之间，然后拧紧螺母51，使第一楔形块31和第二楔形块41夹紧固定试样6的端部；

S4、将试样6的另一端采用同样的方法固定到另一个夹具上，完成试样6在夹具上的安装。

本实用新型的新创点在于：通过采用锁紧件5锁紧底座1和盖板2，可以将试样6的端部夹紧固定于第一夹持部3和第二夹持部4之间，保证初始的预紧力，同时将第一夹持部3以及第二夹持部4设置为楔形块与楔形槽滑移配合的形式，在拉动试样6时，会使楔形块与楔形槽产生相对滑移的趋势，从而使得楔形块对试样6的压力增大，随着拉伸荷载的不断增大，楔形滑块对试样6的压力不断增大，从而减小了试样6与夹具之间发生打滑的问题，保证了试样6在低温拉伸测试过程中的固定夹紧，从而准确、稳定地测量试样6在低温环境下的力学性能；此外，本夹具结构简单紧凑，体积小，适合在低温杜瓦中使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种拉伸试验夹具，其特征在于，包括，

相对设置的底座(1)和盖板(2)，所述底座(1)和盖板(2)相对的一面为安装面；

第一夹持部(3)，设置于所述底座(1)和盖板(2)中的一者；所述第一夹持部(3)包括设置于所述安装面的楔形槽，以及滑动配合于所述楔形槽中的楔形块；所述楔形块背离所述楔形槽底面的一面凸出于所述安装面，形成夹持面；

第二夹持部(4)，设置于所述底座(1)和盖板(2)中的另一者；所述楔形块与所述第二夹持部(4)的位置相对应，用于配合所述夹持面预紧试样(6)；

锁紧件(5)，用于锁紧所述底座(1)和所述盖板(2)，使所述楔形块与所述第二夹持部(4)夹紧试样(6)。

2.根据权利要求1所述的拉伸试验夹具，其特征在于，所述第二夹持部(4)包括设置于所述安装面的楔形槽，以及滑动配合于所述楔形槽中的楔形块；所述底座(1)上的楔形块与所述盖板(2)上的楔形块位置相对应。

3.根据权利要求1所述的拉伸试验夹具，其特征在于，所述锁紧件(5)为互相配合的螺栓(50)和螺母(51)，所述螺栓(50)依次穿过所述底座(1)和所述盖板(2)并通过螺母(51)锁紧。

4.根据权利要求2所述的拉伸试验夹具，其特征在于，所述楔形块背离所述楔形槽底面的一面为粗糙的平面。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的拉伸试验夹具，其特征在于，所述底座(1)和所述盖板(2)采用超低温钢制成。

6.根据权利要求3所述的拉伸试验夹具，其特征在于，所述底座(1)上设置有用于对所述盖板(2)进行定位的定位槽(10)，所述盖板(2)嵌合于所述定位槽(10)。

7.根据权利要求1所述的拉伸试验夹具，其特征在于，所述锁紧件(5)设置有四组，所述楔形块位于四组所述锁紧件(5)围合成的范围内。

8.根据权利要求1所述的拉伸试验夹具，其特征在于，所述底座(1)的端部设置有用于连接动力元件工作端的连接孔(11)。

9.根据权利要求8所述的拉伸试验夹具，其特征在于，所述连接孔(11)位于所述楔形块宽度方向的中心位置。

10.一种拉伸试验机，其特征在于，包括两个相对设置的如权利要求1-9任意一项所述拉伸试验夹具，分别用于对试样(6)的两端进行夹持。