本发明专利技术提供了一种金属薄板高温拉伸试样的夹持装置，夹持装置包括夹具本体和连接在夹具本体上的夹持部，夹持部远离螺纹孔的一端设置有凹槽；凹槽内依次设置有楔形垫片Ⅰ、环形垫片Ⅰ、试样、环形垫片Ⅱ和楔形垫片Ⅱ，楔形垫片Ⅰ的顶端设置有向下延伸且纵截面呈U型的导向槽Ⅰ，楔形垫片Ⅰ的底端设置有固定块Ⅰ，楔形垫片Ⅱ的顶端设置有向下延伸且纵截面呈U型的导向槽Ⅱ，楔形垫片Ⅱ的底端设置有固定块Ⅱ，固定销依次穿过通孔Ⅰ、环形垫片Ⅰ、试样、环形垫片Ⅱ和通孔Ⅱ后将试样固定在夹持部上。该装置具备装置小巧、操作简便等特点，可轻松完成试样的对中与固定，达到缩短试验准备周期、提高试验效率的目的。
【技术实现步骤摘要】
一种金属薄板高温拉伸试样的夹持装置及其使用方法
本专利技术涉及金属材料力学性能测试
，具体涉及一种金属薄板高温拉伸试样的夹持装置及其使用方法。
技术介绍
实验室在进行金属薄板的高温拉伸试验时，通常是使用销子将夹持端加工有销孔的哑铃型板状试样与U型高温拉伸夹具进行连接，并在销孔两侧分别加上适当厚度的垫片以限制销孔两侧的侧向变形，达到满足试验标准的要求。但在实际操作时，由于要将垫片、试样放入U型夹具内，垫片与试样夹持端的总厚度势必小于U型夹具两侧壁之间的距离，试样销孔两侧存在一定间隙的问题无法避免，在拉伸的过程中销孔位置如果产生局部变形，就会造成试验结果出现偏差，甚至出现销孔附近开裂而造成试验失败。在此方法基础上，通过将销子改成螺钉紧固并配合其他一些设计，专利技术了一批改进型的设计方案，比如，专利号CN102830012A介绍了一种用于箔带材高温拉伸试验的装夹控制装置，专利号CN202267627U介绍了一种薄板高温拉伸夹具等，这些装置夹持牢固，但不同厚度的试样需要加工出匹配厚度的垫片才能够保证对中性，操作复杂、困难，且夹持装置的通用性不好。在实际操作中，金属薄板高温拉伸试样的装夹需要具备两方面的特性，一方面需要保证试样夹持端紧密固定，防止试样出现销孔附近变形、销孔中间拉豁或头部边缘断裂等问题而导致试验失败，另一方面需要保证装夹后试样的中心线与受力方向一致，防止因附加扭矩而造成试验结果产生偏差。现有的能够满足试验要求的装夹方法普遍存在结构复杂、操作繁琐等问题，严重影响试验效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种金属薄板高温拉伸试样的夹持装置及其使用方法，该夹持装置具备装置小巧、操作简便等特点，可轻松完成试样的对中与固定，达到缩短试验准备周期、提高试验效率的目的。本专利技术为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种金属薄板高温拉伸试样的夹持装置，所述试样的两端均设置有固定部，每一个固定部上均设置有销孔，该夹持装置通过销孔对试样进行装夹固定，所述夹持装置包括夹具本体和连接在夹具本体上的夹持部，所述夹具本体的一端设置有螺纹孔，所述夹具本体的另一端设置有与所述夹具本体一体设置的夹持部，所述夹持部远离所述螺纹孔的一端设置有横截面呈等腰梯形的凹槽，所述凹槽沿所述夹持部的端部向夹具本体的一侧延伸，且该凹槽贯穿所述夹持部的侧壁；所述凹槽内依次设置有楔形垫片Ⅰ、环形垫片Ⅰ、试样、环形垫片Ⅱ和楔形垫片Ⅱ，所述楔形垫片Ⅰ的顶端设置有向下延伸且纵截面呈U型的导向槽Ⅰ，所述楔形垫片Ⅰ的底端设置有固定块Ⅰ，所述固定块Ⅰ上设置有定位孔Ⅰ；所述楔形垫片Ⅱ的顶端设置有向下延伸且纵截面呈U型的导向槽Ⅱ，所述楔形垫片Ⅱ的底端设置有固定块Ⅱ，所述固定块Ⅱ上设置有定位孔Ⅱ；所述定位孔Ⅰ和所述定位孔Ⅱ中安装有定位销；所述夹持部上设置有通孔Ⅰ和通孔Ⅱ，所述通孔Ⅰ和所述通孔Ⅱ对称设置在凹槽的两侧且两者的中心轴线重合，所述通孔Ⅰ和所述通孔Ⅱ中安装有固定销，所述固定销依次穿过通孔Ⅰ、环形垫片Ⅰ、试样、环形垫片Ⅱ和通孔Ⅱ后将试样固定在所述夹持部上；所述楔形垫片Ⅰ通过顶端设置的所述导向槽Ⅰ插设在所述环形垫片Ⅰ和所述凹槽侧壁之间的空隙中，所述楔形垫片Ⅱ通过顶端设置的所述导向槽Ⅱ插设在所述环形垫片Ⅱ和所述凹槽侧壁之间的空隙中，楔形垫片Ⅰ与楔形垫片Ⅱ相对试样对称设置，所述楔形垫片Ⅰ和楔形垫片Ⅱ的楔形表面分别与凹槽的两侧壁贴合，所述导向槽Ⅰ和导向槽Ⅱ的宽度不小于所述固定销的直径。进一步的，所述夹具本体的一端设置有螺纹孔，所述螺纹孔内安装有连接杆，所述连接杆远离所述螺纹孔的一端与拉伸试验设备相连。进一步的，所述楔形垫片Ⅰ和所述楔形垫片Ⅱ的楔角均与所述凹槽的横截面围成的等腰梯形的底角相同。进一步的，所述环形垫片Ⅰ和所述环形垫片Ⅱ的内径均和销孔的内径相同。进一步的，所述环形垫片Ⅰ和所述环形垫片Ⅱ均由热膨胀系数较大的高镍合金、奥氏体不锈钢、铜合金中的任一种材料制成。进一步的，所述楔形垫片Ⅰ和所述楔形垫片Ⅱ均由热膨胀系数较大的高镍合金、奥氏体不锈钢、铜合金中的任一种材料制成。进一步的，所述固定块Ⅰ和所述固定块Ⅱ为半圆形结构。一种金属薄板高温拉伸试样的夹持装置的使用方法，包括以下步骤：a.将夹具本体与连接杆通过螺纹方式连接；b.将夹具本体平放在操作台上，将环形垫片Ⅰ、试样的其中一端的固定部、环形垫片Ⅱ放入所述凹槽中，固定销从左到右依次穿过通孔Ⅰ、环形垫片Ⅰ、该固定部对应的销孔、环形垫片Ⅱ和通孔Ⅱ后将试样固定在所述夹持部上；c.将定位销安装在定位孔Ⅰ和所述定位孔Ⅱ中，然后将楔形垫片Ⅰ设置有导向槽Ⅰ的一端和楔形垫片Ⅱ设置有导向槽Ⅱ的一端作为先楔入端，分别对应的对准夹持部与环形垫片Ⅰ和夹持部与环形垫片Ⅱ之间的空隙，同时，将导向槽Ⅰ和导向槽Ⅱ对准固定销，然后在均匀用力下压楔形垫片Ⅰ和楔形垫片Ⅱ的过程中，导向槽Ⅰ和导向槽Ⅱ分别穿过固定销，随着继续均匀用力下压楔形垫片Ⅰ和楔形垫片Ⅱ，实现试样的对中与固定；d.重复步骤c，对试样的另一固定端进行固定；e.将试样连同夹具本体与拉伸试验设备相连，放入高温炉中进行升温保温，随后完成拉伸过程；f.拉伸结束后，将试样和夹具本体从拉伸试验设备上取下，放置在操作台上，待其冷却至室温，轻敲楔形垫片Ⅰ和楔形垫片Ⅱ先楔入的一端，即可取下楔形垫片Ⅰ和楔形垫片Ⅱ，然后拔出固定销，完成夹持装置的拆卸，试验结束。本专利技术的有益效果主要表现在以下几个方面：1.本专利技术摒弃了以往开口为方形或U型的夹具体结构，设计了一种前后方向开口为梯形的夹持部，凹槽设置在夹持部端部的正中心，凹槽两侧的夹持部对称分布，配合对应的楔形垫片Ⅰ和所述楔形垫片Ⅱ，只需将楔形垫片Ⅰ和楔形垫片Ⅱ分别对准并插入夹持部与环形垫片Ⅰ和夹持部与环形垫片Ⅱ之间的空隙，即可实现试样与夹持部的紧密连接，且试样中心与受力方向的同轴性良好；2.凹槽的内侧表面与楔形垫片Ⅰ和楔形垫片Ⅱ的楔形表面均保持一定的粗糙度，将楔形垫片Ⅰ和楔形垫片Ⅱ轻轻插入夹持部后，依靠表面粗糙度引起的摩擦力即可保证楔形垫片和夹持部之间的相对位置，在挪动夹持装置、将夹持装置与拉伸试验设备相连的过程中不会出现楔形垫片Ⅰ和楔形垫片Ⅱ滑落等问题；3.环形垫片Ⅰ和环形垫片Ⅱ的内径尺寸与试样固定端销孔的尺寸一致，环形垫片能够紧紧的束缚试样销孔附近的侧向变形，从根本上消除了因试样销孔附近变形、销孔中间拉豁或试样头部边缘断裂而造成的试验失败或测试结果精度降低的问题；4.楔形垫片Ⅰ、楔形垫片Ⅱ、环形垫片Ⅰ及环形垫片Ⅱ均选择热膨胀系数较大的材质制成，在试样加热、保温过程中，以上四个垫片因膨胀而厚度增加，通过侧向挤压试样产生的作用力对试样销孔附近的变形进行束缚，防止试样销孔附近产生变形、拉豁或头部边缘断裂等，同时，能够弥合试样与夹持部装配过程中留下的微小间隙，完成试样与夹持部之间牢固连接；5.本专利技术装置结构小巧，使用方法简单，对中、固定效果良好；6.本专利技术装夹方法通过一套工装、楔形垫片Ⅰ、楔形垫片Ⅱ即可实现对系列规格尺寸的金属薄板的高温拉伸试样进行装夹，具有较强的通用性，通过验证，该专利技术可用于≥0.3mm金属薄板的高温拉伸试验；7.本专利技术夹持装置的紧固力来自于楔形垫片Ⅰ、楔形垫片Ⅱ楔入时产生的侧向力以及楔形垫片Ⅰ、楔形垫片Ⅱ、环形垫片Ⅰ及环形垫片Ⅱ热膨胀而产生的侧向作用力本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金属薄板高温拉伸试样的夹持装置，所述试样(6)的两端均设置有固定部，每一个固定部上均设置有销孔，该夹持装置通过销孔对试样(6)进行装夹固定，所述夹持装置包括夹具本体(1)和连接在夹具本体(1)上的夹持部(2)，其特征在于：所述夹具本体(1)的一端设置有螺纹孔(101)，所述夹具本体(1)的另一端设置有与所述夹具本体一体设置的夹持部(2)，所述夹持部(2)远离所述螺纹孔(101)的一端设置有横截面呈等腰梯形的凹槽(201)，所述凹槽(201)沿所述夹持部(2)的端部向夹具本体(1)的一侧延伸，且该凹槽(201)贯穿所述夹持部(2)的侧壁；所述凹槽(201)内依次设置有楔形垫片Ⅰ(3)、环形垫片Ⅰ(7)、试样(6)、环形垫片Ⅱ(8)和楔形垫片Ⅱ(4)，所述楔形垫片Ⅰ(3)的顶端设置有向下延伸且纵截面呈U型的导向槽Ⅰ(303)，所述楔形垫片Ⅰ(3)的底端设置有固定块Ⅰ(301)，所述固定块Ⅰ(301)上设置有定位孔Ⅰ(302)；所述楔形垫片Ⅱ(4)的顶端设置有向下延伸且纵截面呈U型的导向槽Ⅱ(403)，所述楔形垫片Ⅱ(4)的底端设置有固定块Ⅱ(401)，所述固定块Ⅱ(401)上设置有定位孔Ⅱ(402)；所述定位孔Ⅰ(302)和所述定位孔Ⅱ(402)中安装有定位销(5)；所述夹持部(2)上设置有通孔Ⅰ(202)和通孔Ⅱ(203)，所述通孔Ⅰ(202)和所述通孔Ⅱ(203)对称设置在凹槽(201)的两侧且两者的中心轴线重合，所述通孔Ⅰ(202)和所述通孔Ⅱ(203)中安装有固定销(9)，所述固定销(9)依次穿过通孔Ⅰ(202)、环形垫片Ⅰ(7)、试样(6)、环形垫片Ⅱ(8)和通孔Ⅱ(203)后将试样(6)固定在所述夹持部(2)上；所述楔形垫片Ⅰ(3)通过顶端设置的所述导向槽Ⅰ(303)插设在所述环形垫片Ⅰ(7)和所述凹槽(201)侧壁之间的空隙中，所述楔形垫片Ⅱ(4)通过顶端设置的所述导向槽Ⅱ(403)插设在所述环形垫片Ⅱ(8)和所述凹槽(201)侧壁之间的空隙中，楔形垫片Ⅰ(3)与楔形垫片Ⅱ(4)相对试样对称设置，所述楔形垫片Ⅰ(3)和楔形垫片Ⅱ(4)的楔形表面分别与凹槽(201)的两侧壁贴合，所述导向槽Ⅰ(303)和导向槽Ⅱ(403)的宽度不小于所述固定销(9)的直径。...
【技术特征摘要】
1.一种金属薄板高温拉伸试样的夹持装置，所述试样(6)的两端均设置有固定部，每一个固定部上均设置有销孔，该夹持装置通过销孔对试样(6)进行装夹固定，所述夹持装置包括夹具本体(1)和连接在夹具本体(1)上的夹持部(2)，其特征在于：所述夹具本体(1)的一端设置有螺纹孔(101)，所述夹具本体(1)的另一端设置有与所述夹具本体一体设置的夹持部(2)，所述夹持部(2)远离所述螺纹孔(101)的一端设置有横截面呈等腰梯形的凹槽(201)，所述凹槽(201)沿所述夹持部(2)的端部向夹具本体(1)的一侧延伸，且该凹槽(201)贯穿所述夹持部(2)的侧壁；所述凹槽(201)内依次设置有楔形垫片Ⅰ(3)、环形垫片Ⅰ(7)、试样(6)、环形垫片Ⅱ(8)和楔形垫片Ⅱ(4)，所述楔形垫片Ⅰ(3)的顶端设置有向下延伸且纵截面呈U型的导向槽Ⅰ(303)，所述楔形垫片Ⅰ(3)的底端设置有固定块Ⅰ(301)，所述固定块Ⅰ(301)上设置有定位孔Ⅰ(302)；所述楔形垫片Ⅱ(4)的顶端设置有向下延伸且纵截面呈U型的导向槽Ⅱ(403)，所述楔形垫片Ⅱ(4)的底端设置有固定块Ⅱ(401)，所述固定块Ⅱ(401)上设置有定位孔Ⅱ(402)；所述定位孔Ⅰ(302)和所述定位孔Ⅱ(402)中安装有定位销(5)；所述夹持部(2)上设置有通孔Ⅰ(202)和通孔Ⅱ(203)，所述通孔Ⅰ(202)和所述通孔Ⅱ(203)对称设置在凹槽(201)的两侧且两者的中心轴线重合，所述通孔Ⅰ(202)和所述通孔Ⅱ(203)中安装有固定销(9)，所述固定销(9)依次穿过通孔Ⅰ(202)、环形垫片Ⅰ(7)、试样(6)、环形垫片Ⅱ(8)和通孔Ⅱ(203)后将试样(6)固定在所述夹持部(2)上；所述楔形垫片Ⅰ(3)通过顶端设置的所述导向槽Ⅰ(303)插设在所述环形垫片Ⅰ(7)和所述凹槽(201)侧壁之间的空隙中，所述楔形垫片Ⅱ(4)通过顶端设置的所述导向槽Ⅱ(403)插设在所述环形垫片Ⅱ(8)和所述凹槽(201)侧壁之间的空隙中，楔形垫片Ⅰ(3)与楔形垫片Ⅱ(4)相对试样对称设置，所述楔形垫片Ⅰ(3)和楔形垫片Ⅱ(4)的楔形表面分别与凹槽(201)的两侧壁贴合，所述导向槽Ⅰ(303)和导向槽Ⅱ(403)的宽度不小于所述固定销(9)的直径。2.根据权利要求1所述的一种金属薄板高温拉伸试样的夹持装置，其特征在于：所述夹具本体(1)的一端设置有螺纹孔(101)，所述螺纹孔(101)内安装有连接杆，所述连接杆远离所述螺纹孔(101)的一端与拉伸试验设备相连。3.根据权利要求1所述的一种金属薄...
【专利技术属性】
技术研发人员：张先锋，杜卓同，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41
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