一种圆周拉伸试验方法，利用变径膨胀机构(10)对大致环形的被测试样(S)施以在径向上由内而外的挤压，迫使所述试样(S)在圆周方向上因被拉伸而产生形变，据此记录并生成所述试样(S)的拉伸曲线。采用上述试验方法，各种材料、结构和工艺组合下形成的环形试样都可以实施圆周拉伸试验，不仅操作简便，而且结论可靠，兼具成本优势。在上述试验方法的基础上，本发明专利技术还提供一种圆周拉伸试验装置，包含所述的变径膨胀机构(10)，能够对环形部件直接进行拉伸，不仅规避了实施传统拉伸试验的必要性，而且直接针对成品样件进行试验还能够获得更接近产品真实状态的试验结果。品真实状态的试验结果。品真实状态的试验结果。
【技术实现步骤摘要】
圆周拉伸试验方法和试验装置
[0001]本专利技术涉及环形试样的圆周拉伸试验方法，以及根据该试验方法实施圆周拉伸的试验装置。
技术介绍
[0002]拉伸试验是一种在轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法，在多数情况下只针对标准试样(specimen)实施，用以检验材料的屈服强度、弹性极限、塑性极限等的材料特性。基于拉伸试验获得的拉伸曲线还可以对材料的其他特性，例如韧性和结构疲劳特性，做出初步的评估，从而避免在更多情况下进一步实施夏比冲击试验(Charpy impact test)和/或各种疲劳试验的必要性。
[0003]所述标准试样多为柱状、板状等标准件，并未考虑其他形状、结构和生产工艺对成品性能造成的影响。以轴承圈为例，其整体上呈环形，滚道、挡边等具体设计以及锻造、切削和热处理等工艺对轴承圈的机械性能都会产生显著的影响。因此，只针对标准试样实施的传统拉伸试验往往不能反映成品部件的真实性能。尽管有些试验，例如，全轴承耐久性试验(full bearing endurance test)，在设计上就是针对成品试样进行的，但又不适合在开发的初始阶段指导材料的选择。现实需要一种能够对包括轴承圈在内的各种环形部件实施拉伸的试验方法和试验装置。
技术实现思路
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种圆周拉伸试验方法，利用变径膨胀机构对大致环形的被测试样施以在径向上由内而外的挤压，迫使所述试样在圆周方向上因被拉伸而产生形变，据此记录并生成所述试样的拉伸曲线。
[0005]采用上述试验方法，各种材料、结构和工艺组合下形成的环形试样都可以实施圆周拉伸试验，不仅操作简便，而且结论可靠，兼具成本优势。
[0006]在上述试验方法的基础上，本专利技术还提供一种圆周拉伸试验装置，包含所述的变径膨胀机构，能够对环形部件直接进行拉伸，不仅规避了实施传统拉伸试验的必要性，而且直接针对成品样件进行试验还能够获得更接近产品真实状态的试验结果。
[0007]以下结合附图详细描述本专利技术的具体实施方式和有益的技术效果。
附图说明
[0008]图1为本专利技术所述试验装置的立体透视图；
[0009]图2为本专利技术所述试验装置的俯视图。
具体实施方式
[0010]在以下描述中，表示方向的用语，例如“轴向”、“径向”以及“圆周方向”，除非另有限定或说明，均指环形试样(例如轴承圈)的轴向、径向和圆周方向。
[0011]图1为本专利技术所述试验装置的立体透视图。其中，装置1包含能够在径向上由内向外挤压环形试样S的变径膨胀机构10，用于迫使环形试样S在圆周方向上因被拉伸而产生形变。
[0012]在图1所示的具体实施方式中，变径膨胀机构10主要由锥形部件11和围绕锥形部件11在圆周方向上分布的至少一个挤压垫块13构成。锥形部件11与挤压垫块13之间形成等锥度契合(锥体的大、小端直径差与锥体高度之比被定义为锥度，亦称为“锥度比”)，即锥形部件11在径向上的外表面与挤压垫块13在径向上的内表面之间形成相同锥度的斜面配合，以致锥形部件11在轴向上向环形试样S的推进能够迫使挤压垫块13在径向上向外移动。
[0013]以只有一个挤压垫块13存在的情况为例，可以通过在试验平台21(后文描述)上额外设置一个与所述一个挤压垫块13对称分布在锥形部件两侧的固定垫块(未显示)来配合所述挤压垫块共同实现对环形试样S的径向挤压。只要挤压垫块与固定垫块形状合理，两者形成的径向膨胀效应能对环形试样产生均匀的挤压作用，就能够实现被测试样在圆周方向上被均匀拉伸的试验效果。
[0014]在上述描述的具体实施方式中，变径膨胀机构10由锥形部件11和挤压垫块13组合而成。然而，至少从理论上讲，不设置挤压垫块13，锥形部件11也可以直接驱动环形试样S向外膨胀，尽管在这种情况下，环形试样S承受膨胀的方向与所述径向不完全一致，容易导致其在轴向一侧的边缘位置处承受径向挤压。由此可见，挤压垫块13不仅传递膨胀负荷，而且还调整膨胀负荷的传递方向，因而在变径膨胀机构10中扮演重要的角色。
[0015]在作为试验结果的负荷——伸长曲线中，锥形部件所施加的作用负荷及其在轴向上推进的行程可直接作为坐标变量用于表征被测试样的拉伸性能。作为另外一种选择，所述负荷与行程也可以被分别替换(换算)成所述试样在径向上的受力和在圆周方向上的形变，从而形成被测试样的应力——应变曲线。无论在哪一种指标体系下形成的拉伸曲线都能用于评估环形试样在各种材料、结构和工艺组合基础上形成的最终性能。
[0016]在图1所示的具体实施方式中，锥形部件11为圆锥形部件。作为一种优先实施方式，锥形部件11也可以为棱锥部件。在后一种情况下，棱锥部件11与挤压垫块13之间形成匹配一致的棱锥形契合面配合，各挤压垫块13分别“骑跨”在棱锥部件11的一条棱边上，以致棱锥部件11在轴向上的任意推进都不会造成与挤压垫块13不适配的情形发生。
[0017]在试验过程中，部件之间的摩擦，例如锥形部件11与挤压垫块13之间的摩擦，会对试验的结果产生不良影响，因此良好的润滑是确保试验结果足够准确的前提条件。除此以外，部件拥有足够高的硬度会有助于避免材料变形对试验结果产生不利的影响。为此，作为一种具体实施方式，可对锥形部件11和挤压垫块13实施淬硬处理，用以提高两者的硬度。
[0018]在上述措施的基础上，减小锥形部件11与挤压垫块13之间契合面的锥度还有利于进一步提高试验的准确性。例如，作为一种选择，可以使锥形部件11与挤压垫块13之间契合面的锥度比介于1:30～1:100之间。更大的锥度比，比如1:200，会造成锥形部件11长度与行程过长。这一方面会导致锥形部件11因稳定性降低而容易摧折，另一方面也会在极大程度上增加试验的耗时，不利于提高工作效率。或者，作为另外一种选择，为适应现有拉伸设备所能提供的行程范围，也可以选择使锥形部件11与挤压垫块13之间契合面的锥度比介于1:10～1:30之间，从而有利于采用现有拉伸设备来降低本专利技术的实施成本。
[0019]在图1显示的具体实施方式中，试验装置1进一步包含筒状的壳体20，一方面用于
容纳锥形部件11在轴向上推进的部分，另一方面提供其上端面21作为支撑膨胀机构10和承载被测试样S的试验平台21。
[0020]图2为图1中所示试验装置1的俯视图，显示锥形部件11、挤压垫块12和环形试样S在径向上由内而外依次居中设置在平台21上。作为一种优选实施方式，平台21上设置有一系列同心圆刻度标记，尺寸覆盖被测试样S的常规口径，用于引导被测试样S在平台上居中放置。作为进一步的优选实施方式，至少在同心圆刻度分布的径向范围内，平台23上形成有少许凹陷，用于存蓄润滑油，从而减小挤压垫块12和环形试样S与平台23之间的摩擦，以便最大程度地降低摩擦对试验结果造成的不良影响。
[0021]从以上描述可以看出，线性行程通过等锥度契合面从锥形部件11垂直传递至挤压垫块13。从本质上讲，等锥度契合是两个楔形部件通过等斜率斜面传递驱动动作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种圆周拉伸试验方法，利用变径膨胀机构(10)对大致环形的被测试样(S)施以在径向上由内而外的挤压，迫使所述试样(S)在圆周方向上因被拉伸而产生形变，据此记录并生成所述试样(S)的拉伸曲线。2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于：所述变径膨胀机构(10)包含彼此通过等倾角斜面配合的第一楔形部件(11)和第二楔形部件(13)，所述第一楔形部件(11)在轴向上逼近所述试样(S)的推进能够迫使所述第二楔形部件(13)在径向上向外移动，从而由所述第二楔形部件(13)形成对所述试样(S)在径向上由内而外的挤压。3.根据权利要求2中所述的方法，其特征在于：所述第一楔形部件(11)为锥形部件(11)，所述第二楔形部件(13)为在圆周方向上围绕所述第一楔形部件(11)设置的至少一个挤压垫块(13)，所述等倾角斜面为形成在所述锥形部件(11)与所述至少一个垫块(13)之间的等锥度契合面。4.根据权利要求3中所述的方法，其特征在于：所述锥形部件(11)为圆锥形部件或者棱锥形部件。5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：李铭，黄平，李怀龙，曹克强，祝贺，张蒙，
申请(专利权)人：斯凯孚中国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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