一种用于环境介质下的小冲孔试验夹具制造技术

本发明专利技术公开了一种用于环境介质下的小冲孔试验夹具，所述装置包括拉杆1、上夹具2、微型试样3、冲杆定位装置4、冲杆锁紧螺母5、冲杆6、下夹具7和密封圈8，环境介质槽位于下夹具7内。将连接冲杆5的拉杆1和下夹具2通过螺纹与传统单轴试验机连接，使得位于拉杆1的U形拉杆可在下夹具7的环境介质槽内上下运动，依次往下夹具7的介质槽内安装冲杆定位装置4、微型试样3和密封圈8，用上夹具2压紧密封圈8，最后通过螺栓将上夹具2和下夹具7锁紧。本发明专利技术具有良好的密封装置，以及布局合理的输气孔/进出液孔和排气孔，能够有效方便的测量环境介质下微型试样的力学性能。

A small punch test fixture for environmental media

The invention discloses a small punching test fixture for environment medium. The fixture comprises a pull rod 1, an upper fixture 2, a micro sample 3, a punch positioning device 4, a punch locking nut 5, a punch 6, a lower fixture 7 and a sealing ring 8. The environment medium groove is located in the lower fixture 7. Connecting the pull rod 1 and the lower clamp 2 connected to the punch 5 with the traditional uniaxial testing machine by threads, the U-shaped pull rod located on the pull rod 1 can move up and down in the environmental medium groove of the lower clamp 7. Punch positioning device 4, micro-sample 3 and sealing ring 8 are installed in the medium groove of the lower clamp 7 in turn, and the sealing ring 8 is pressed tightly with the upper clamp 2, and finally the sealing ring 8 is The upper clamp 2 and the lower clamp 7 are locked by bolts. The invention has a good sealing device, and a reasonable layout of the air inlet/liquid inlet and outlet holes and exhaust holes, which can effectively and conveniently measure the mechanical properties of micro-samples in environmental media.

【技术实现步骤摘要】
一种用于环境介质下的小冲孔试验夹具
本专利技术涉及一种新型的测试材料环境介质下的力学性能的试验装置，更具体地说涉及一种用于环境介质下的小冲孔试验夹具。
技术介绍
在石油化工、核电工业和冶金等行业中，大量的设备在腐蚀介质、有害气体等苛刻环境下长期服役，其材料的力学性能发生了不同程度的退化，为了保障在役设备的安全运行，需要对材料在环境介质中的力学性能进行评估。传统的无损检测难以获得材料的力学性能，包括屈服强度、抗拉强度以及断裂韧性等，常规试验方法则会对原设备结构产生明显的损伤，既不合理也不经济。小冲孔试验由于取样量毫微，具有对设备无损或半损的特点，因而被广泛研究和应用。小冲孔试验法是一种使用微型试样的试验技术，可以对在役设备进行无损或半损评定。目前国内外的小冲孔试验装置根据试验类型可分为拉伸试验装置和蠕变试验装置两种，拉伸试验装置记录了微型试样的载荷-位移数据，蠕变试验装置记录了微型试样的位移-时间数据，并且根据后续处理可以评定材料的力学性能和蠕变性能。由于许多承压设备均在环境介质下服役，所以利用小冲孔试验法评定材料在环境介质下的力学性能和蠕变性能是一个重要的研究方向。但是，目前无论是小冲孔拉伸试验装置还是小冲孔蠕变试验装置，都没有一套专门用于在环境介质中试验的小冲孔夹具。本专利技术将专利技术一种用于环境介质下的小冲孔试验夹具以满足工程应用中的需要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种用于环境介质下的小冲孔试验夹具，克服了传统小冲孔试验装置无法在环境介质下试验或者密封效果差的缺点；该小冲孔试验夹具是基于传统单轴试验机开发的一种微试样试验夹具，使得传统单轴试验机不仅能进行单轴拉伸试验，还能在环境介质中进行微试样小冲孔试验。为解决以上技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种用于环境介质下的小冲孔试验夹具，包括拉杆1、上夹具2、微型试样3、冲杆定位装置4、冲杆锁紧螺母5、冲杆6、下夹具7和密封圈8；所述拉杆1设有U形杆1-1、冲杆固定孔1-2和通气口/输液口1-3；所述上夹具2设有紧固螺纹孔2-1、排气孔2-2、拉杆通道2-3、试样冲孔2-4；所述微型试样3的尺寸为直径10mm厚0.5mm的圆形薄片；所述冲杆定位装置4设有冲杆定位孔4-1，冲杆在定位孔中运动；所述冲杆锁紧螺母5将冲杆紧固在U形拉杆1-1上；所述冲杆6下端设有螺纹便于螺母锁紧，上端设有球形冲头；所述下夹具7设有紧固螺纹孔7-1、上夹具冲孔放置槽/试样槽/冲杆定位装置槽7-2、环境介质槽7-3、输气孔/进出液孔7-4；所述密封圈8设有螺纹孔8-1和拉杆通孔8-2；进一步，所述拉杆1和下夹具7均设有螺纹，便于与传统试验机连接，所述微型试样3、冲杆定位装置4以及U形杆1-1放置在下夹具的放置槽7-2内，所述上夹具2与下夹具7通过螺栓连接，中间放置密封圈8，所述微型试样3放置在上夹具试样冲孔2-4和冲杆定位装置4中间，所述冲杆6通过冲杆锁紧螺母5固定在U形拉杆1-1上；作为本专利技术的一种优选方案，基于传统单轴试验机开发一种微试样试验夹具，使得传统单轴试验机不仅能进行单轴拉伸试验，还能在环境介质中进行微试样小冲孔试验；作为本专利技术的一种优选方案，所述上夹具2与下夹具7之间设有密封圈8，防止环境介质池内气体或液体在试验过程中泄漏，上夹具拉杆通道2-3与拉杆1之间使用少量密封棉密封气体介质；作为本专利技术的一种优选方案，所述上夹具2设有排气孔2-2，下夹具设有输气孔/进出液孔7-4，便于环境介质槽7-2内的介质输入和输出；作为本专利技术的一种优选方案，所述冲杆6与U形杆1-1通过冲杆锁紧螺母5固定，便于装卸冲杆；本专利技术的优点是：1.基于传统单轴试验机开发的用于环境介质下的小冲孔试验夹具，使得传统单轴试验机具备测量环境介质下微型试样力学性能和蠕变行为的功能。2.夹具所用材料GH49有较高的抗拉强度和抗蠕变性能、良好的耐腐蚀性能和抗氧化性能，可在高温环境或者腐蚀介质下长期试验，夹具的使用寿命长。3.该套小冲孔试验夹具具有密封装置，以及布局合理的输气孔/进出液孔和排气孔，能够有效方便的测量环境介质下微型试样的力学性能。4.该套小冲孔试验夹具结构紧凑，制造简单，制造成本低。附图说明图1是小冲孔试验夹具示意图图2是拉杆示意图图3是上夹具示意图图4是冲杆定位装置示意图图5是冲杆及固定螺母示意图图6是下夹具示意图图7是密封圈示意图具体实施方式下面结合附图及实施例进一步说明本专利技术。实施例：图1显示了用于环境介质下的小冲孔试验夹具的整体形貌，包括拉杆1、上夹具2、微型试样3、冲杆定位装置4、冲杆锁紧螺母5、冲杆6、下夹具7和密封圈8。将连接冲杆6的拉杆1和下夹具2通过螺纹与传统单轴试验机连接，使得U形拉杆1-1可在下夹具7的环境介质槽7-3内上下运动，依次往下夹具7的环境介质槽7-3内放入冲杆定位装置4、微型试样3和密封圈8，用上夹具2压紧密封圈8，最后通过螺栓将上夹具2和下夹具7锁紧。实际运行试验前，通过输气孔/进出液孔7-4向环境介质槽7-3内输入介质，试验结束后，通过进出液孔2-2和输气孔/进出液孔7-4将环境介质排出，依次拆卸夹具。图2详细阐述了小冲孔试验夹具的拉杆1结构，该结构上的U形杆1-1将传统单轴试验机的拉力转化为冲压力，实现小冲孔拉伸试验和蠕变试验；冲杆固定孔1-2上设有螺纹用于固定冲杆，并通过冲杆锁紧螺母5将冲杆紧固在U形拉杆1-1上；通气口/漏液口1-3使得环境介质在环境介质池内自由流动。图3显示了小冲孔试验夹具的上夹具2结构，该结构一分为二，便于拆装。上夹具上设有的紧固螺纹孔2-1可将其固定在下夹具7上，锁紧整个试验装置；排气孔2-2便于环境介质的输入与排出；拉杆通道2-3的尺寸略大于U形拉杆1-1的尺寸，减小U形拉杆1-1与上夹具2之间的摩擦力；根据《小冲杆常规力学性能测试》推荐的尺寸，试样冲孔2-4的直径一般为4mm，使用者可根据自身需要加工试样冲孔2-4的大小。图4为冲杆定位装置4，该装置应沿着冲杆6方向安装，使得冲杆6可在冲杆定位孔4-1内自由运动。图5显示了冲杆6及冲杆锁紧螺母5，冲杆6下端设有螺纹便于螺母锁紧，上端设有球形冲头，实际试验时，通过冲头冲压微型试样3，使用者可根据自身需要加工冲头形状。图6详细阐述了下夹具7的结构，该结构上设有的紧固螺纹孔7-1与上夹具的螺纹孔2-1相配合，锁紧整个试验装置；输气孔/进出液孔7-4便于环境介质的输入与排出；图7显示的密封圈8放置在上夹具与下夹具之间，用于密封环境介质。本专利技术提供一种基于传统单轴试验机用于环境介质下的小冲孔试验夹具。该装置具有结构简单、制造成本低、精准度高、装卸灵活、使用范围广、使用寿命长等特点。相比于传统小冲孔试验装置，该套夹具能够测量环境介质下微型试样的力学性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于环境介质下的小冲孔试验夹具，能够有效评估环境介质下(气体介质或液体介质)微型试样的力学性能，有效的解决了小冲孔微型试样在环境介质下的力学行为测量难的问题；其特征在于，所述装置包括：拉杆1、上夹具2、微型试样3、冲杆定位装置4、冲杆锁紧螺母5、冲杆6、下夹具7以及密封圈8；所述拉杆1下方设有冲杆固定孔1‑2和通气口/漏液口1‑3，通过U形杆1‑1将试验机提供的拉力转化为冲压力；所述上夹具2设有4个紧固螺纹孔2‑1、排气孔2‑2、拉杆通道2‑3和试样冲孔2‑4，该上夹具2在拉杆通道2‑3处一分为二，便于拉杆的装卸以及密封；所述冲杆6用螺纹与拉杆1连接，一方面便于拆卸更换冲杆，另一方面使用螺纹锁紧可以保证冲杆的垂直度；所述下夹具7设有4个紧固螺纹孔7‑1、冲杆定位装置槽/试样槽/上夹具冲孔放置槽7‑2以及环境介质槽7‑3，此外该下夹具上还设有输气孔/进出液孔7‑4；所述冲杆定位装置4放置在下夹具的冲杆定位装置槽7‑2内，冲杆定位装置4为外径10mm，内径2.5mm，高5mm的圆柱体，冲杆6在冲杆定位装置4内运动；所述密封装置起到密封环境介质槽7‑3内气体或液体的作用，防止气体或液体在试验过程中泄漏，上夹具2和下夹具7之间使用密封圈8密封液体介质，上夹具拉杆通道2‑3与拉杆1之间使用少量密封棉密封气体介质。...

【技术特征摘要】
1.一种用于环境介质下的小冲孔试验夹具，能够有效评估环境介质下(气体介质或液体介质)微型试样的力学性能，有效的解决了小冲孔微型试样在环境介质下的力学行为测量难的问题；其特征在于，所述装置包括：拉杆1、上夹具2、微型试样3、冲杆定位装置4、冲杆锁紧螺母5、冲杆6、下夹具7以及密封圈8；所述拉杆1下方设有冲杆固定孔1-2和通气口/漏液口1-3，通过U形杆1-1将试验机提供的拉力转化为冲压力；所述上夹具2设有4个紧固螺纹孔2-1、排气孔2-2、拉杆通道2-3和试样冲孔2-4，该上夹具2在拉杆通道2-3处一分为二，便于拉杆的装卸以及密封；所述冲杆6用螺纹与拉杆1连接，一方面便于拆卸更换冲杆，另一方面使用螺纹锁紧可以保证冲杆的垂直度；所述下夹具7设有4个紧固螺纹孔7-1、冲杆定位装置槽/试样槽/上夹具冲孔放置槽7-2以及环境介质槽7-3，此外该下夹具上还设有输气孔/进出液孔7-4；所述冲杆定位装置4放置...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭剑，李凯尚，高光藩，张涛，王颖，高毅，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32