CN220854421U - 一种材料蠕变伸长测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种材料蠕变伸长测量装置，一种材料蠕变伸长测量装置，包括炉体、施力单元、第一测量单元、位移传感器；炉体内设置用于固定试样的上夹具和下夹具，上夹具固定，施力单元的载荷加载机构固连下夹具，在测量中，施力单元向试样施加载荷，使试样发生伸长。试样的上部固定，下部被施加载荷拉伸，试样的下端固定连接第一陶瓷杆，第一陶瓷杆连接第一测试板，将试样下端发生应变的位移转化给第一测试板的位移，在炉体外部采用位移传感器测试第一测试板的位移即可。本实用新型的测量装置结构简单，将位于炉体内的试样位移转化为炉体外的第一测试板的位移；采用陶瓷杆代替了通常使用的可能发生形变的金属杆，使测试结果更加准确。
Description
技术领域
本实用新型属于高温下材料蠕变伸长测量的技术领域，尤其涉及一种材料蠕变伸长测量装置。
背景技术
随着我国材料科学的发展，关于材料高温环境下的材料特性研究日益深入，高温环境下材料的蠕变、抗拉、疲劳等特性受到广泛关注。蠕变试验是一种材料机械性能试验，用于测定在长时间的恒温和恒应力作用下，试样发生缓慢的塑性变形现象。温度越高或应力越大，蠕变现象越显著。蠕变可在单一应力(拉力、压力或扭力)，也可在复合应力下发生。通常的蠕变试验是在单向拉伸条件下进行的。在进行蠕变试验时，需要对试样的蠕变伸长量进行测验，试样在高温环境下受力产生的形变量是试验机的主要测量指标，但目前市场上的蠕变伸长测量装置较为复杂，测试步骤繁琐。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提供一种材料蠕变伸长测量装置，结构简单，方便测试。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种材料蠕变伸长测量装置，包括
炉体，所述炉体内设置有用于固定试样的上夹具和下夹具，所述上夹具固定在炉体内；
施力单元，包括上拉杆、下拉杆和载荷加载机构，所述上拉杆固定于所述上夹具，所述下拉杆的顶部固连于所述下夹具，所述下拉杆的底部固定所述载荷加载机构；
第一测量单元，所述第一测量单元包括第一陶瓷杆、第一测试板，所述第一陶瓷杆的上端与所述试样的下端固定，所述第一陶瓷杆的下端穿出所述炉体，固定连接所述第一测试板，所述位移传感器固定连接所述第一测试板；
位移传感器，固定在所述第一测试板上，所述位移传感器用于测试第一测试板的位移。
优选的，所述位移传感器为光栅位移传感器；
所述材料蠕变伸长测量装置还包括第二测量单元，所述第二测量单元固定连接所述试样的上端，所述第二测量单元上设置顶针；
所述光栅位移传感器的测量杆固定连接在所述第一测试板上，所述顶针用于调节所述光栅位移传感器测量杆的伸出量。
优选的，所述第二测量单元包括第二陶瓷杆、第二测试板，所述第二陶瓷杆的上端与所述试样的上端固定，所述第二陶瓷杆的下端穿出所述炉体，固定连接所述第二测试板，所述顶针固定在所述第二测试板上，且所述顶针的中心线与所述光栅位移传感器的测量杆的中心线重合。
优选的，所述第一陶瓷杆通过第一试样抱夹块与所述试样的下端固定连接，所述第一试样抱夹块上对称固定连接两个所述第一陶瓷杆；
所述第二陶瓷杆通过第二试样抱夹块与所述试样的上端固定连接，所述第二试样抱夹块上对称固定连接两个所述第二陶瓷杆。
优选的，所述第一试样抱夹块和第二试样抱夹块分别通过抱紧环与试样所述连接。
优选的，所述第一陶瓷杆和第二陶瓷杆的下端通过陶瓷杆固定环分别与第一测试板、第二测试板连接。
优选的，所述炉体内还设置测温元件，用于测量炉体内的温度。
本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本实用新型提供的材料蠕变伸长测量装置，包括炉体、施力单元、第一测量单元、位移传感器；炉体内设置用于固定试样的上夹具和下夹具，上夹具固定，下拉杆固连于下夹具，在测量过程中，载荷加载机构将载荷通过下拉杆传递给试样，使试样发生伸长。由于试样的上部固定，下部被施加载荷拉伸，在试样的下端固定连接第一陶瓷杆，第一陶瓷杆穿出炉体后连接第一测试板，因此将试样下端的发生应变的位移转化给第一测试板的位移，只需在炉体外部采用位移传感器测试第一测试板的位移即可。因此，本实用新型的测量装置，结构简单，将位于炉体内的试样位移转化为炉体外的第一测试板的位移；同时采用陶瓷杆代替了通常使用的可能发生形变的金属杆，使测试结果更加准确。
附图说明
图1本实用新型的材料蠕变伸长测量装置结构示意图；
图2是图1隐藏炉体和测温元件后的结构示意图。
附图标记说明：1-上拉杆；2-炉体；3-上夹具；4-试样；5-测温元件；6-第二试样抱夹块；7-第一试样抱夹块；8-下夹具；9-下拉杆；10-第二陶瓷杆；11-顶针；12-第二测试板；13-陶瓷杆固定环；14-光栅位移传感器；15-对中销；16-定位销；17-抱紧环；18-螺栓；19-第一陶瓷杆；20-第一测试板。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种材料蠕变伸长测量装置作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。
参看图1和图2，一种材料蠕变伸长测量装置，包括：
炉体2，炉体2内设置有用于固定试样4的上夹具3和下夹具8，上夹具3固定在炉体2内；
施力单元，施力单元包括上拉杆1、下拉杆9和载荷加载机构，上拉杆1固定于上夹具3，下拉杆9的顶部固连于下夹具8，下拉杆9的底部固定载荷加载机构；
第一测量单元，第一测量单元进一步包括第一陶瓷杆19、第一测试板20，第一陶瓷杆19的上端与试样4的下端固定，第一陶瓷杆19的下端穿出炉体2，固定连接第一测试板20，位移传感器固定连接第一测试板20；
位移传感器，固定在第一测试板20上，位移传感器用于测试第一测试板20的位移。
第一测量单元由于试样4的伸长，相对位置发生变化，通过第一测量单元上的位移传感器测量到第一测量单元的位移量，得到试样4的伸长量。
在本实施例中，载荷加载机构固定在下拉杆9的底部，下拉杆9顶部固定连接下夹具8，载荷通过下拉杆9传递给试样4，而上夹具3与上拉杆1固定连接，上拉杆3与炉体2固定连接，将试样4与上拉杆1和施力单元同轴设置，优选的，为保证测量的准确性，在上夹具3和下夹具8上设置对中销15和定位销16，用于固定试样4，使试样4保持垂直。
第一测量单元包括第一陶瓷杆19、第一测试板20，第一陶瓷杆19的上端与试样4的下端固定，第一陶瓷杆19的下端穿出炉体2，固定连接第一测试板20，位移传感器固定连接第一测试板20。
在上述实施方式中，上夹具3和下夹具8固定试样4，上夹具3固定在炉体2上，下夹具8固定连接下拉杆9，在测量过程中，载荷加载机构通过下拉杆9向试样4施加载荷，使试样4发生伸长。由于试样4的上部固定，下部被施加载荷拉伸，在试样4的下端固定连接第一陶瓷杆19，第一陶瓷杆19穿出炉体2后连接第一测试板20，因此将试样4下端的发生应变的位移转化给第一测试板20的位移，只需在炉体2外部采用位移传感器测试第一测试板20的位移即可。因此，上述的测量装置结构简单，方便测试；同时采用陶瓷杆代替了通常使用的可能发生形变的金属杆，使测试结果更加准确。
进一步的，位移传感器为光栅位移传感器14；
材料蠕变伸长测量装置还包括第二测量单元，第二测量单元固定连接试样4的上端，第二测量单元上设置顶针11；
光栅位移传感器14的测量杆固定连接在第一测试板20上，顶针11用于调节光栅位移传感器14测量杆的伸出量，可调节光栅位移传感器14的测量量程。
第二测量单元作为第一测量单元的测量基准，在测量过程中一直保持不动，光栅位移传感器14测量第一测量单元相对第二测量单元移动的距离。
进一步的，第二测量单元包括第二陶瓷杆10、第二测试板12，第二陶瓷杆10的上端与试样4的上端固定，第二陶瓷杆10的下端穿出炉体2，固定连接第二测试板12，顶针11固定在第二测试板12上，且顶针11的中心线与光栅位移传感器14的测量杆的中心线重合。
进一步的，第一陶瓷杆19通过第一试样抱夹块7与试样4的下端固定连接，第一试样抱夹块7上对称固定连接两个第一陶瓷杆19；第二陶瓷杆10通过第二试样抱夹块6与试样4的上端固定连接，第二试样抱夹块6上对称固定连接两个第二陶瓷杆10；便于第一试样抱夹块7和第二试样抱夹块6与试样4之间的定位。
在本实施例中使用第一陶瓷杆19和第二陶瓷杆12，排除了第一陶瓷杆19和第二陶瓷杆12在高温环境下的蠕变伸长影响，进一步的，使用两个第一陶瓷杆19和两个第二陶瓷杆12，增加测量中的平衡度，使测量更加准确。
优选的，第一试样抱夹块7和第二试样抱夹块6使用螺栓18固定在试样4上。
进一步的，第一试样抱夹块7和第二试样抱夹块6分别通过抱紧环17与试样4连接，这样在蠕变拉伸测量中，位移传感器所测的伸长量始终为标距段的伸长量。
本实施例一优选实施方式，第一陶瓷杆19和第二陶瓷杆10的下端通过陶瓷杆固定环13分别与第一测试板20、第二测试板12连接。
本实施例一优选实施方式，炉体2内还设置测温元件5，用于测量炉体2内的温度。
优选的，在本实施例中，第一测试板20和第二测试板12中间开有圆孔，去除了下拉杆9与第一测试板20和第二测试板12之间的摩擦力，避免了外力对试样4蠕变伸长量的影响，使得施加在试样4上的力更加精确。
本实用新型的具体工作过程为：
根据试样4材料在预设载荷下的高温蠕变的量，预测大概的伸长量，利用顶针11调节光栅位移传感器14测量杆的伸出量，即光栅位移传感器14测量杆的压缩量，然后将试样4固定在上夹具3和下夹具8上，将炉体2内的温度增加到预设温度，然后载荷加载机构对试样4施加载荷，使试样4伸长，光栅位移传感器14与第一陶瓷杆19随着试样4的伸长而向下缓慢移动，光栅位移传感器14的测量杆随第一测试板20的向下移动，而伸出测量数据，从而测量出试样4标距段在预设温度下的蠕变伸长量。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型做出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种材料蠕变伸长测量装置，其特征在于，包括
炉体，所述炉体内设置有用于固定试样的上夹具和下夹具，所述上夹具固定在炉体内；
施力单元，包括上拉杆、下拉杆和载荷加载机构，所述上拉杆固定于所述上夹具，所述下拉杆的顶部固连于所述下夹具，所述下拉杆的底部固定所述载荷加载机构；
第一测量单元，所述第一测量单元进一步包括第一陶瓷杆、第一测试板，所述第一陶瓷杆的上端与所述试样的下端固定，所述第一陶瓷杆的下端穿出所述炉体，固定连接所述第一测试板，所述位移传感器固定连接所述第一测试板；
位移传感器，固定在所述第一测试板上，所述位移传感器用于测试第一测试板的位移。
2.根据权利要求1所述的材料蠕变伸长测量装置，其特征在于，所述位移传感器为光栅位移传感器；
所述材料蠕变伸长测量装置还包括第二测量单元，所述第二测量单元固定连接所述试样的上端，所述第二测量单元上设置顶针；
所述光栅位移传感器的测量杆固定连接在所述第一测试板上，所述顶针用于调节所述光栅位移传感器测量杆的伸出量。
3.根据权利要求2所述的材料蠕变伸长测量装置，其特征在于，所述第二测量单元包括第二陶瓷杆、第二测试板，所述第二陶瓷杆的上端与所述试样的上端固定，所述第二陶瓷杆的下端穿出所述炉体，固定连接所述第二测试板，所述顶针固定在所述第二测试板上，且所述顶针的中心线与所述光栅位移传感器的测量杆的中心线重合。
4.根据权利要求3所述的材料蠕变伸长测量装置，其特征在于，所述第一陶瓷杆通过第一试样抱夹块与所述试样的下端固定连接，所述第一试样抱夹块上对称固定连接两个所述第一陶瓷杆；
所述第二陶瓷杆通过第二试样抱夹块与所述试样的上端固定连接，所述第二试样抱夹块上对称固定连接两个所述第二陶瓷杆。
5.根据权利要求4所述的材料蠕变伸长测量装置，其特征在于，所述第一试样抱夹块和第二试样抱夹块分别通过抱紧环与试样所述连接。
6.根据权利要求3所述的材料蠕变伸长测量装置，其特征在于，所述第一陶瓷杆和第二陶瓷杆的下端通过陶瓷杆固定环分别与第一测试板、第二测试板连接。
7.根据权利要求1所述的材料蠕变伸长测量装置，其特征在于，所述炉体内还设置测温元件，用于测量炉体内的温度。
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