圆棒状试样压缩蠕变时效和应力松弛时效实验的通用夹具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种圆棒状试样压缩蠕变时效和应力松弛时效实验的通用夹具，包括夹具主体、导电装置和多个锁紧装置，夹具主体包括两个夹持部件，每个夹持部件均设置有内凹槽，两个夹持部件的内凹槽合围形成用于容置圆棒状试样的夹紧通孔；导电装置包括分别与两个夹持部件相连接的两个导电块；使用时，夹具夹紧设置在试样的中间部分用以对试样起保护作用；采用本实用新型专利技术可准确测试初始加载应力高于材料本身屈服强度的压缩蠕变时效/应力松弛时效实验；同时，能够在高温下进行压缩实验并且保证蠕变时效/应力松弛时效实验数据可靠性，时效结束试样不弯曲。本实用新型专利技术的通用夹具结构简单、使用方便，适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
圆棒状试样压缩蠕变时效和应力松弛时效实验的通用夹具
本技术涉及辅助实验器具
，特别地，涉及一种圆棒状试样压缩蠕变时效和应力松弛时效实验的通用夹具。
技术介绍
随着先进航空飞行器对高强、轻质、长寿命和耐高温等结构的需求越来越高。常用的复杂构件成形方式主要有：压弯成形、喷丸成形、蠕变时效成形、激光钣金成形、旋压和冲压等。时效应力松弛是成形时效铝合金大型机翼整体壁板的一种理想方法，壁板成形后的残余应力小、成形过程中需要的夹具少、成形工艺可重复性好、抗疲劳性能提高明显。时效应力松弛成形是利用材料因蠕变引起的应力松弛特性，使待成形零件的弹性预应变在一定的温度下，经过一定时间部分地转化为塑性应变，从而实现零件成形的一种工艺方法。由于实际的成形过程更接近为由零件的弹性预应变转化为塑性应变的应力松弛过程，故称之为时效应力松弛成形。由于时效应力松弛成形所得到的零件残余应力小、成形过程中不需要过多的夹具、工艺可重复性好、能够提高可时效铝合金的抗疲劳性能等优点，因此，在航空制造领域，时效应力松弛成形成为研究解决大尺寸、不便于使用常规成形模具、内部结构复杂的大型构件成形制造难题的一个重要方向。蠕变是固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。应力松弛是在维持恒定变形的材料中，应力会随时间的增长而减小，这种现象为应力松弛，它可理解为一种广义的蠕变。目前，对于单轴拉伸的应力松弛时效实验夹具的研究已有很多，但是对于铝合金棒状样的压缩应力松弛实验夹具目前只局限于初始加载应力在弹性阶段，当应力超过弹性阶段的初始应力导致材料发生失稳弯曲。压缩应力松弛不同于拉伸，圆柱形的铝合金棒状样在蠕变机上(高温下)进行16h以上的压缩应力松弛时效实验，材料往往由于温度高使得初始时效阶段材料软化，当加载的力超过其本身的屈服强度，圆柱形的铝合金棒状样会产生弯曲失稳造成应力松弛实验数据失真，无法测试在高于屈服强度下的高温应力松弛时效实验的正确松弛曲线。鉴于上述问题，本领域中已有技术人员对板材的压缩性能测试装置进行研究，例如，技术专利CN201611135746.9公开了一种用于边缘/中心缺口复合材料层合板压缩性能测试的防失稳通用夹具，其由含边缘开口和中心开口的狗骨型金属夹板、PA6尼龙夹层、蝶形螺母与螺栓和开口加强附件等组成。其连接关系为：PA6尼龙夹层置于层合板上、下表面，狗骨型夹板置于上、下尼龙夹层表面，8对蝶形螺母与螺栓紧固狗骨型夹板，夹持尼龙夹层和层合板，开口加强附件的半圆柱形凸台插入夹板开口，并通过蝶形螺栓与螺纹孔固定在金属夹板上。该防失稳通用夹具边缘/中心缺口复合材料层合板压缩性能测试，并不适用于圆柱形的铝合金棒状样的压弯应力松弛时效实验。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种圆棒状试样压缩蠕变时效和应力松弛时效实验的通用夹具，以解决
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供了一种圆棒状试样压缩蠕变时效和应力松弛时效实验的通用夹具，包括夹具主体、导电装置和多个锁紧装置，所述夹具主体包括两个夹持部件，每个所述夹持部件均设置有内凹槽，两个所述夹持部件通过所述锁紧装置固定连接，两个所述夹持部件的内凹槽合围形成用于容置圆棒状试样的夹紧通孔，每个所述夹持部件均在其一端设有安装凹槽，且所述安装凹槽的凹进方向与所述内凹槽的凹进方向不同；所述导电装置包括两个导电块，两个所述导电块分别设置在两个所述安装凹槽内；所述夹紧通孔用于在圆棒状试样进行压缩蠕变时效和/或应力松弛时效实验时插设所述圆棒状试样，所述圆棒状试样长度方向上的中间部分用于在周向方向被所述夹持部件夹紧；两个所述导电块分别位于所述圆棒状试样的径向两侧。优选的，每个所述夹持部件的内凹槽中均设有一个或沿所述夹紧通孔周向间隔布置的多个槽口，所述槽口的长度方向均沿所述夹紧通孔轴向方向设置，且所述槽口的长度与所述夹紧通孔的轴向长度一致。优选的，所述通用夹具还包括设置在所述内凹槽中用于匹配不同直径圆棒状试样的调整垫片，所述调整垫片用于与所述内凹槽相接触的一侧设置有与所述槽口相适配的凸块。优选的，每个所述夹持部件的两端各设有一个第一通孔，且位于所述夹持部件设有安装凹槽一端的第一通孔贯穿所述安装凹槽设置；所述导电块上设有与贯穿所述安装凹槽的第一通孔相适配的第二通孔，两个所述导电块均通过所述锁紧装置设置在相应的安装凹槽内。优选的，所述锁紧装置包括锁紧螺栓和锁紧螺母，所述锁紧螺栓贯穿所述第一通孔和第二通孔以将两所述夹持部件固定连接，并将两个导电块分别与两个夹持部件相连接。优选的，所述锁紧螺栓的头部与所述夹持部件之间以及所述锁紧螺母与所述夹持部件之间均设有弹簧垫圈。优选的，所述内凹槽径向截面的直径小于或等于所述圆棒状试样的直径。优选的，所述夹紧通孔轴向上的横截面的直径小于所述圆棒状试样的直径0～2mm。优选的，两个夹持部件贴合形成夹具主体的贴合面均为平面，且所述内凹槽的凹进方向为沿所述贴合面向远离贴合面的方向凹进，而所述安装凹槽在夹持部件上的凹进方向与所述内凹槽的凹进方向垂直。相比于现有技术，本技术具有以下有益效果：(1)、本技术的一种圆棒状试样压缩蠕变时效和应力松弛时效实验的通用夹具，包括夹具主体、导电装置和多个锁紧装置，夹具主体包括两个夹持部件，导电装置包括两个导电块；该夹具夹紧用于在圆棒状试样进行压缩蠕变时效和/或应力松弛时效实验时对圆棒状试样进行保护。利用本技术夹具可准确测试初始加载应力高于材料本身屈服强度的压缩蠕变时效/应力松弛时效实验；同时，能够在高温下进行压缩实验并且保证蠕变时效/应力松弛时效实验数据可靠性，时效结束试样不弯曲。本技术的通用夹具结构简单、使用方便。(2)、本技术通过在夹持部件的内凹槽中设置槽口，使得应力分布均匀；并通过在槽口内嵌套安装调整垫片使让夹具能够适应多种不同直径的圆柱棒状样，有效节约模具加工量、降低成本。(3)、本技术通过在夹具中增设导电装置，是在利用该夹具进行蠕变时效和应力松弛实验的同时还可以进行电脉冲实验，实现单夹具多功能应用。目前对于电脉冲对蠕变应力松弛时效过程的研究仅仅局限于拉伸板状样的研究，对于压缩的圆棒状试样尚未有研究。因此，此技术通用夹具的通电功能可以很好的拓宽应用范围。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术中优选实施例通用夹具的结构示意图；图2是本技术中夹持部件的结构示意图；图3是本技术中导电块的结构示意图；图4是本技术中调整垫片的结构示意图；图5是本技术的通用夹具与试样配合使用状态的结构示意图；其中，1、夹持部件，1.1、内凹槽，1.2、安装凹槽，1.3、槽口，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆棒状试样压缩蠕变时效和应力松弛时效实验的通用夹具，其特征在于，包括夹具主体、导电装置和多个锁紧装置，所述夹具主体包括两个夹持部件(1)，每个所述夹持部件均设置有内凹槽(1.1)，两个所述夹持部件通过所述锁紧装置固定连接，两个所述夹持部件的内凹槽(1.1)合围形成用于容置圆棒状试样(7)的夹紧通孔(1a)，每个所述夹持部件均在其一端设有安装凹槽(1.2)，且所述安装凹槽的凹进方向与所述内凹槽的凹进方向不同；所述导电装置包括两个导电块(2)，两个所述导电块分别设置在两个所述安装凹槽内；所述夹紧通孔(1a)用于在圆棒状试样(7)进行压缩蠕变时效和/或应力松弛时效实验时插设所述圆棒状试样，所述圆棒状试样(7)长度方向上的中间部分用于在周向方向被所述夹持部件夹紧；两个所述导电块(2)分别位于所述圆棒状试样的径向两侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种圆棒状试样压缩蠕变时效和应力松弛时效实验的通用夹具，其特征在于，包括夹具主体、导电装置和多个锁紧装置，所述夹具主体包括两个夹持部件(1)，每个所述夹持部件均设置有内凹槽(1.1)，两个所述夹持部件通过所述锁紧装置固定连接，两个所述夹持部件的内凹槽(1.1)合围形成用于容置圆棒状试样(7)的夹紧通孔(1a)，每个所述夹持部件均在其一端设有安装凹槽(1.2)，且所述安装凹槽的凹进方向与所述内凹槽的凹进方向不同；所述导电装置包括两个导电块(2)，两个所述导电块分别设置在两个所述安装凹槽内；所述夹紧通孔(1a)用于在圆棒状试样(7)进行压缩蠕变时效和/或应力松弛时效实验时插设所述圆棒状试样，所述圆棒状试样(7)长度方向上的中间部分用于在周向方向被所述夹持部件夹紧；两个所述导电块(2)分别位于所述圆棒状试样的径向两侧。


2.根据权利要求1所述的通用夹具，其特征在于，每个所述夹持部件的内凹槽(1.1)中均设有一个或沿所述夹紧通孔(1a)周向间隔布置的多个槽口(1.3)，所述槽口的长度方向均沿所述夹紧通孔(1a)轴向方向设置，且所述槽口的长度与所述夹紧通孔(1a)的轴向长度一致。


3.根据权利要求2所述的通用夹具，其特征在于，所述通用夹具还包括设置在所述内凹槽(1.1)中用于匹配不同直径圆棒状试样(7)的调整垫片(3)，所述调整垫片用于与所述内凹槽相接触的一侧设置有与所述槽口(1.3)相适配的凸块(3.1)。


4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：湛利华，廖海龙，郑启朋，黄明辉，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43