一种低温CTOD测试装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低温CTOD测试装置，其特征在于试样装夹过程中的对中调整，并在夹具热胀冷缩时仍可保证对中精度，具体包括垂直纠正系统、水平对中系统和前后对中系统；所述垂直纠正系统包括底座和压辊，所述水平对中系统包括跨距板和转接板，所述前后对中系统包括对中调整模块和标定块；所述水平对中系统位于所述底座侧面上缘，所述前后对中系统位于所述底座上方。本发明专利技术还公开了所述低温CTOD测试装置的使用方法。本发明专利技术提供的低温CTOD测试装置和方法能有效保证测试过程中的对中性和跨距一致性，提高测试结果的稳定性和一致性；同时便于低温换样，提升连续低温测试效率，节省能源；本装置同时适用于低温和室温，可广泛使用。

A low temperature CTOD testing device and method

【技术实现步骤摘要】
一种低温CTOD测试装置和方法
本专利技术涉及疲劳断裂研究
，尤其涉及一种低温CTOD测试装置和方法。
技术介绍
CTOD测试是测量材料断裂韧度常用的方法之一CTOD测试对装置的要求很高，尤其是对测试过程中的对中性要求很高。对中性对数据测试结果的离散性影响很大。在低温CTOD测试过程中，一般都会使用到低温环境箱，导致在低温测试过程中换样或者调整对中难度大大增加，同时也会影响测试效率。目前CTOD测试过程中的夹具主要有以下几种：一、在CTOD测试过程中，大多使用传统的三点弯曲夹具，但是在试样厚度方向调整对中调整试样对中的时候，往往停留在目测，用直尺测量两个端界面距离夹具一侧的距离，这种对中过程一般时间很长，效率很低。在室温下，这种方法勉强还可以使用，但是在低温测试过程中，尤其是超低温环境下，不仅会跟困难，时间会很长，同时也会有被冻伤的危险。二、虽然大多数三点弯曲夹具都设计的可调跨距的功能，但是由于在低温环境下，由于材料的热胀冷缩，导致跨距固定装置会产生间隙，发生相对松动，使得测试过程中跨距会产生波动，会影响到测试结果。三、由于在超低温下换样，调整对中困难，目前大多数超低温CTOD测试都无法很好地试验连续测试。很多测试都是等试样恢复到接近室温才开始换样，这不仅大大降低了测试效率，同时也浪费了能源。由此可知，目前对低温CTOD测试的夹具和方法，大多停留在较为传统的方法，测试过程复杂，低效。低温测试过程无法进行连续测试。测试过程中的对称性难以得到保证，数据离散度较大。因此，本领域的技术人员致力于开发一种高对中度简易高效的超低温CTOD装置和测试方法。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种在低温下高效进行CTOD测试的装置和方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种低温CTOD测试装置，其特征在于，包括垂直纠正系统、水平对中系统、前后对中系统；所述垂直纠正系统包括底座和压辊所述底座的长度方向与所述压辊轴向方向垂直；所述水平对中系统包括跨距板和转接板，所述跨距板与所述底座的长度方向垂直；所述前后对中系统包括对中调整模块和标定块，所述对中调整模块的宽度方向与所述底座长度方向垂直；所述水平对中系统位于所述底座侧面上缘，所述前后对中系统位于所述底座上方。进一步地，所述底座中心部位采用V型槽设计，所述底座表面采用平整设计。进一步地，所述压辊和支撑辊表面粗糙度为0.8。进一步地，所述压头采用圆形凹槽设计，压头内表面粗糙度0.8便于通过固定弹簧和压辊固定，自动对中。总共需要6根不锈钢固定弹簧。进一步地，所述跨距板为整体加工对称结构，所述跨距板的跨距恒定。进一步地，所述低温CTOD测试装置材料采用9Ni钢。本专利技术还提供了一种基于上述低温CTOD测试装置的使用方法，该方法包括：包括如下步骤：(1)装配：根据所述式样尺寸和标准，选择所述跨距板、所述支撑辊和所述压辊，将所述底座和所述压头固定到疲劳机上；(2)校准：将所述水平对中调整模块的一侧抬起，然后使用位移控制缓慢压下，当所述压辊接近V型槽侧面时，改为微力控模式，使所述压辊和夹具垂直；(3)测试：利用所述标定块调整好所述对中调整模块，放置试样进行测试。进一步地，步骤(2)中，所述垂直纠正系统完成校准后再将压头抬起100mm。进一步地，步骤(3)中，所述试样使用所述标定块调整所述水平对中系统和所述前后对中系统。与现有技术相比，本专利技术的CTOD测试夹具和方法至少具有以下有益技术效果：1、有效的解决保证测试过程中的对中性，保证跨距一致。2、同时便于低温换样，便于进行连续低温测试，在保证数据结果稳定的同时，大大提高了低温测试效率，节省能源。3、本装置同时适用于低温和室温，使用范围广。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的一个较佳实施例的装置结构图；图2是本专利技术的一个较佳实施例的底座结构图；图3是本专利技术的一个较佳实施例的压头结构图；图4是本专利技术的一个较佳实施例的对中模块结构图；图5是本专利技术的一个较佳实施例的跨距板结构图；图6是本专利技术的一个较佳实施例的转接板结构图；图7是本专利技术的一个较佳实施例的传统装置和本装置低温下CTOD的测试结果对比；图8是本专利技术的一个较佳实施例的传统装置和本装置室温下CTOD的测试结果对比；其中，1-底座，2-转接板，3-跨距板，4-对中调整模块，5-支撑辊，6-压辊，7-压头，8-试样,9-固定弹簧。具体实施方式以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本专利技术并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。如图1所示，本装置包括垂直纠正系统、水平对中系统、前后对中系统。垂直纠正系统，是通过对底座1部分进行设计，结合机器微力控模式，自动地进行垂直纠正，保证压辊6轴向和底座1长度方向的垂直。水平对中系统是通过设计跨距固定的跨距板3，确保跨距不变的同时，也保证水平方向的对中。前后对中系统是通过设计单独的调整系统，先根据试样8尺寸，计算好前后距离，在利用标定块，和前后对中调整系统，调整好固定挡板。保证试样8在前后方向对中。在具体实施方式中，本装置按照如下使用步骤：(1)先根据试样8尺寸和标准选中合适的跨距板3、支撑辊5和压辊6，利用固定弹簧9将支撑辊和压辊分别固定在底座和压头上，最后组装好相应模块。分别将底座1和压头7固定到疲劳机上。(2)将水平对中调整模块4一侧抬起，然后使用位移控制缓慢压下，当压辊6接近V型槽侧面时，改为微力控模式(0.1-0.3KN)，使用较小载荷压下，设备会自动纠正压辊6与夹具垂直。最后再将压头抬起约100mm。最后将水平对中调整模块4放下固定。(3)利用标定块调整好前后和水平对中模块，即可进行放置试样8开始测试。放置试样8的时候只需要将试样8表面与前后对中调整模块4的挡板侧面对齐即可。水平方向上只需是缺口中心与对中调整模块4中线标记线对齐。大大提高了试验对中精度和测试效率。如图2所示，底座1结构为对称接头，在底座1中心部位设计了V型槽，V型槽长度方向与底座1厚度方向严格平行。这是为了调整垂直度使用的，通过压辊6的压下，使得支撑辊5和V型槽接触，从而自动纠正了底座1和压辊6之间的对中度。如图3所示，压头下端设计了圆形槽，圆形半径大于压辊直径。使用固定弹簧将压辊和压头相连，在弹簧的作用下，压辊和压头圆槽自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温CTOD测试装置，其特征在于，包括垂直纠正系统、水平对中系统和前后对中系统；所述垂直纠正系统包括底座和压辊，所述底座的长度方向与所述压辊轴向方向垂直；所述水平对中系统包括跨距板和转接板，所述跨距板与所述底座的长度方向垂直；所述前后对中系统包括对中调整模块和标定块，所述对中调整模块的宽度方向与所述底座长度方向垂直；所述水平对中系统位于所述底座侧面上缘，所述前后对中系统位于所述底座上方。/n

【技术特征摘要】
1.一种低温CTOD测试装置，其特征在于，包括垂直纠正系统、水平对中系统和前后对中系统；所述垂直纠正系统包括底座和压辊，所述底座的长度方向与所述压辊轴向方向垂直；所述水平对中系统包括跨距板和转接板，所述跨距板与所述底座的长度方向垂直；所述前后对中系统包括对中调整模块和标定块，所述对中调整模块的宽度方向与所述底座长度方向垂直；所述水平对中系统位于所述底座侧面上缘，所述前后对中系统位于所述底座上方。


2.如权利要求1所述的低温CTOD测试装置，其特征在于，所述底座采用对称整体结构，底座中部下方设有V型槽，V型槽张开角度为90°，槽开口距离大于压辊直径，V型槽低部需倒圆角。


3.如权利要求1所述的低温CTOD测试装置，其特征在于，使用不锈钢弹簧将压辊和支撑辊分别与压头和跨距板连接。


4.如权利要求3所述低温CTOD测试装置，其特征在于，压头底部中心设计有圆槽，圆槽半径大于压辊半径。


5.如权利要求1所述的低温CTOD测试装置，其特征在于，所述跨距板为整体加工的对称结构，跨距板加工尺寸偏差小于0.05mm，跨距板内部无装配缝隙。


6...

【专利技术属性】
技术研发人员：沐卫东，蔡艳，王博士，郭伟，李芳，华学明，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31