本发明专利技术公开了一种疲劳裂纹扩展C(T)试样U型夹具装置，用于以中心轴线为基准，U型夹具包括上下对应布设的上U型夹具和下U型夹具，穿设在上U型夹具上并呈相对布设的两个第一承力销轴孔，第一销轴；穿设在下U型夹具上并呈相对布设的两个第二承力销轴孔，第二销轴，布设在上U型夹具的顶部中心的用于将上U型夹具与疲劳试验机连接的第一转接头，布设在下U型夹具的底部中心的用于将下U型夹具与疲劳试验机连接的第二转接头8；第一销轴的中心轴线与第二销轴的中心轴线平行，且第一转接头的中心轴线与第二转接头8的中心轴线处于同一轴线上，且第一销轴的中心轴线、第二销轴的中心轴线、第一转接头的中心轴线和第二转接头8的中心轴线处于同一平面上。同一平面上。同一平面上。
【技术实现步骤摘要】
疲劳裂纹扩展C(T)试样U型夹具装置
[0001]本专利技术涉及疲劳裂纹扩展速率测试领域，特别地，涉及一种疲劳裂纹扩展C(T)试样U型夹具装置。
技术介绍
[0002]根据现代高速陆海运输、航空航天发展需求，要求工程机械的关重零部件在苛刻的工作环境和各种动态载荷下，安全可靠地工作，满足使用要求。在各种工程机械动力部件，特别承受动态载荷、振动、冲击载荷和热冷环境变化的核心部件，其通常选用抗疲劳等综合力学性能较高的材料制造，为保证其运行的安全使用和失效寿命可预测性，需要掌握这些部件材料工程实际或动态载荷下的疲劳裂纹萌生扩展失效特性，以分析和研究材料承受疲劳载荷或环境循环载荷下的疲劳裂纹扩展规律。获得材料疲劳裂纹失效寿命预测研究的主要手段是进行材料的疲劳裂纹扩展速率试验，对不同形式、不同比例厚度B和宽度W的试样试验，必须适配不同尺寸专用夹具，其是重要的核心试验装置。工程材料的疲劳裂纹扩展速率试验中最多使用的是紧凑拉伸C(T)标准试样，采用夹具装置，以实现相应试样试验，用COD规监测测算试验中试样疲劳裂纹长度变化，对应的裂纹尖端应力强度因子改变，以专业软件计算拟合试验数据，得到da/dN
‑
Δk关系方程、近门槛值Δk
th
(对应裂纹扩展速率10
‑7mm/周)等。疲劳裂纹扩展试验的夹具装置作为试验的关键部件，专业性较高，在测试时需承受较大范围动态疲劳载荷，对试验试样要匹配精确，试验中需保证较高载荷链的对中精度，否则直接影响试验结果的精准性。而现有的夹具装置，需以疲劳性能较优的材料制造加工，夹具关键尺寸的对中度、对称度和垂直度要求高，制造材料较难获得，加工难度大。因一套夹具装置只能进行一种尺寸试样的试验，而单套夹具装置从试验设备厂家随机定制费用还是比较昂贵的，大多数专业试验室一般都通过试验设备厂家定制一到两套夹具装置以满足专业试验需求。
技术实现思路
[0003]本专利技术提供了一种疲劳裂纹扩展C(T)试样U型夹具装置，以解决现有夹具加工难度大、通用性差，难以满足夹具自身关键尺寸的对中度、对称度和垂直度的要求的技术问题。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种疲劳裂纹扩展C(T)试样U型夹具装置，C(T)试样的厚度为B，宽度为W，包括：用于以中心轴线为基准加载C(T)试样的U型夹具，U型夹具包括上下对应布设的上U型夹具和下U型夹具，穿设在上U型夹具上并呈相对布设的两个第一承力销轴孔，第一承力销轴孔用于与C(T)试样的第一通孔同轴连接，依次穿过第一个第一承力销轴孔、第一通孔和第二个第一承力销轴孔的第一销轴，以将上U型夹具和C(T)试样固定连接；穿设在下U型夹具上并呈相对布设的两个第二承力销轴孔，第二承力销轴孔用于与C(T)试样的第二通孔同轴连接，依次穿过第一个第二承力销轴孔、第二通孔和第二个第二承力销轴孔的第二销轴，以将
下U型夹具和C(T)试样固定连接，布设在上U型夹具的顶部中心的用于将上U型夹具与疲劳试验机连接的第一转接头，以使得疲劳试验机与第一转接头处于上U型夹具的中心轴线上，布设在下U型夹具的底部中心的用于将下U型夹具与疲劳试验机连接的第二转接头，以使得疲劳试验机与第二转接头处于下U型夹具的中心轴线上；第一销轴的中心轴线与第二销轴的中心轴线平行，且第一转接头的中心轴线与第二转接头的中心轴线处于同一轴线上，且第一销轴的中心轴线、第二销轴的中心轴线、第一转接头的中心轴线和第二转接头的中心轴线处于同一平面上。
[0006]进一步地，上U型夹具采用中心轴线为基准形成外周圆弧型面，下U型夹具采用中心轴线为基准形成外周圆弧型面；第一承力销轴孔的轴线垂直于上U型夹具外周圆弧型面；第二承力销轴孔的轴线垂直于下U型夹具外周圆弧型面。
[0007]进一步地，C(T)试样的厚度B小于15mm，处于第一承力销轴孔的孔口端的上U型夹具外周面为圆弧型面，处于第二承力销轴孔的孔口端的下U型夹具外周面为圆弧型面；或者，C(T)试样的厚度B大于等于15mm，处于第一承力销轴孔的孔口端的上U型夹具外侧面为平面，处于第二承力销轴孔的孔口端的下U型夹具外侧面为平面。
[0008]进一步地，第一转接头分别与上U型夹具和疲劳试验机可拆卸地连接；和/或，第二转接头分别与上U型夹具、疲劳试验机可拆卸地连接。
[0009]进一步地，上U型夹具的顶端设有用于与第一转接头的第一端连接的以中心轴线为基准的第一螺纹孔，第一转接头以中心轴线为基准的第一端采用第一螺柱与上U型夹具顶端的第一螺纹孔连接，第一转接头第二端采用第一连接结构与疲劳试验机连接，上U型夹具的第一螺纹孔、第二连接螺柱、第一连接结构处于上U型夹具的同一中心轴线上；和/或，下U型夹具的底端设有用于与第二转接头的第一端连接的以中心轴线为基准的第二螺纹孔，第二转接头以中心轴线为基准的第一端采用第二螺柱与下U型夹具顶端的第二螺纹孔连接，第二转接头第二端采用第二连接结构与疲劳试验机连接，下U型夹具的第二螺纹孔、第二螺柱、第二连接结构处于下U型夹具的同一中心轴线上。
[0010]进一步地，C(T)试样的厚度B小于14mm，第一螺纹孔的直径为B+1，B为整数或B为向下取整；或者，C(T)试样的厚度B大于等于14mm，第一螺纹孔的直径为B
×
1，B为整数或B为向上取整。
[0011]进一步地，上U型夹具的厚度为2.1B～2.2B；上U型夹具两侧分别设有吊耳，吊耳的厚度为0.525B～0.575B；上U型夹具的高度为0.75W+B+0.5。
[0012]进一步地，上U型夹具的U型槽的高度为0.75W；第一螺纹孔的深度为B+0.5。
[0013]进一步地，第一连接结构采用与疲劳试验机的夹具匹配的螺柱、圆柱体或矩形体中的一种。
[0014]进一步地，本专利技术具有以下有益效果：
[0015]本专利技术的疲劳裂纹扩展C(T)试样U型夹具装置，包括：上U型夹具、下U型夹具、第一承力销轴孔、第一销轴、第二承力销轴孔、第二销轴、第一转接头、第二转接头，上述上U型夹具、下U型夹具、第一转接头、第二转接头均处于同一中心轴线上，且第一销轴的中心轴线、第二销轴的中心轴线、第一转接头的中心轴线和第二转接头的中心轴线处于同一平面上，从而保证疲劳裂纹扩展C(T)试样U型夹具装置与疲劳试验机连接的整个试验加载链的同轴度或对中度。上述采用第一转接头与第二转接头将上U型夹具和下U型夹具与疲劳试验机连
接，可适应不同的疲劳试验设备。试验过程中，结合COD规测量试件的裂纹长度和进行裂纹扩展速率试验，使专业试验更加稳定和精确可靠。并且，疲劳裂纹扩展C(T)试样U型夹具装置的各部件均以中心轴线为基准，可更好地保证整个试验轴向加载链的对中度，从而保证材料疲劳裂纹扩展试验结果的稳定性和精确度，上述疲劳裂纹扩展C(T)试样U型夹具装置制造材料更容易获得，制造加工方式更简便。相对于从专业试验设备制造厂家定制的标准夹具装置购置费用，上述花费的经济成本可成倍下降，为重要部件和材料的可靠性和疲劳寿命预测研究提供优良的试验解决方案本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种疲劳裂纹扩展C(T)试样U型夹具装置，C(T)试样的厚度为B，宽度为W，其特征在于，包括：用于以中心轴线为基准加载C(T)试样的U型夹具，所述U型夹具包括上下对应布设的上U型夹具(1)和下U型夹具(2)，穿设在所述上U型夹具(1)上并呈相对布设的两个第一承力销轴孔(3)，第一承力销轴孔(3)用于与C(T)试样的第一通孔同轴连接，依次穿过第一个所述第一承力销轴孔(3)、第一通孔和第二个所述第一承力销轴孔(3)的第一销轴(4)，以将所述上U型夹具(1)和C(T)试样固定连接；穿设在所述下U型夹具(2)上并呈相对布设的两个第二承力销轴孔(5)，第二承力销轴孔(5)用于与C(T)试样的第二通孔同轴连接，依次穿过第一个所述第二承力销轴孔(5)、第二通孔和第二个所述第二承力销轴孔(5)的第二销轴(6)，以将所述下U型夹具(2)和C(T)试样固定连接，布设在所述上U型夹具(1)的顶部中心的用于将上U型夹具(1)与疲劳试验机连接的第一转接头(7)，以使得疲劳试验机与所述第一转接头(7)处于所述上U型夹具(1)的中心轴线上，布设在所述下U型夹具(2)的底部中心的用于将下U型夹具(2)与疲劳试验机连接的第二转接头(8)，以使得疲劳试验机与所述第二转接头(8)处于所述下U型夹具(2)的中心轴线上；第一销轴(4)的中心轴线与第二销轴(6)的中心轴线平行，且第一转接头(7)的中心轴线与第二转接头(8)的中心轴线处于同一轴线上，且第一销轴(4)的中心轴线、第二销轴(6)的中心轴线、第一转接头(7)的中心轴线和第二转接头(8)的中心轴线处于同一平面上。2.根据权利要求1所述的疲劳裂纹扩展C(T)试样U型夹具装置，其特征在于，所述上U型夹具(1)采用中心轴线为基准形成外周圆弧型面，所述下U型夹具(2)采用中心轴线为基准形成外周圆弧型面；所述第一承力销轴孔(3)的轴线垂直于所述上U型夹具(1)外周圆弧型面；所述第二承力销轴孔(5)的轴线垂直于所述下U型夹具(2)外周圆弧型面。3.根据权利要求2所述的疲劳裂纹扩展C(T)试样U型夹具装置，其特征在于，所述C(T)试样的厚度B小于15mm，处于所述第一承力销轴孔(3)的孔口端的所述上U型夹具(1)外周面为圆弧型面，处于所述第二承力销轴孔(5)的孔口端的所述下U型夹具(2)外周面为圆弧型面；或者所述C(T)试样的厚度B大于等于15mm，处于所述第一承力销轴孔(3)的孔口端的所述上U型夹具(1)外侧面...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘克辉，季忠，李小清，盛廷国，
申请(专利权)人：中国航发南方工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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