一种多夹头高温蠕变试验夹持装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多夹头高温蠕变试验夹持装置及使用方法，所述装置包括上夹持座体

【技术实现步骤摘要】
一种多夹头高温蠕变试验夹持装置及使用方法


[0001]本专利技术涉及材料测试
，具体而言，涉及一种多夹头高温蠕变试验夹持装置及使用方法
。

技术介绍

[0002]随着工业科技的逐渐成熟和快速发展，在航空航天
、
能源动力等领域，很多金属需要在高温下持久工作，对金属材料耐高温性能的要求越来越高，因此金属材料的蠕变持久强度性能也越来越受到人们的重视
。
为考核金属材料高温蠕变持久强度性能，一般需要进行标准试验件的单轴蠕变试验
。
蠕变试验普遍存在试验时间长，试验任务量大的特点，但一般蠕变试验机的夹持装置仅能夹持单根试验件，因此蠕变试验的耗时往往是巨大的
。
[0003]针对上述问题，为加快试验进度，一般选择增加试验机台数，但这种方法虽然节约了时间成本，却造成了试验经费和能源的极大浪费
。
考虑到蠕变试验机的额定载荷相对于试验件加载要求一般存在很大余量，可以采取改进试验机夹持装置，增加单次试验中试验件数量的方式来加快试验进度
。
试验中，如何在变形量不同的情况下，实时精确地测量每根试验件的变形量并且保证每根试验件载荷相同，是夹持装置需要解决的两大关键难题
。
现有技术中，中国专利
CN113103030A《
一种多夹头夹具
》
中公开的双夹头夹具通过活塞驱动摆杆来控制摆杆上的夹头松紧，该方案不能保证试验过程中两根试验件的载荷相等
。
[0004]针对现有技术的不足，有必要提供一种结构可靠并可以同时满足载荷相等与变形量可测的多夹头夹持装置与测试方法，实现单台蠕变试验机对多根试验件同时进行高温蠕变试验，节约时间成本和经济成本的目的
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种能够使单台试验机同时对多根试验件进行高温蠕变试验的多夹头高温蠕变试验夹持装置及使用方法
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术是一种多夹头高温蠕变试验夹持装置，包括上夹持座体
、
试验件
、
下夹持座体
、
数个上夹头和数个下夹头，试验件通过位置相对的上夹头的下夹头夹持在上夹持座体与下夹持座体之间，在上夹持座体上设置有液压系统和数个变形测量装置，液压系统包括数个上夹头
、
数个座体缸和储油腔，座体缸设置在上夹持座体内，每个上夹头的上端均处于一个座体缸中，并可在座体缸中做轴向的活塞运动，设置在上夹持座体内的储油腔通过多个通道分别与数个座体缸连通，在每个上夹头上均固定有变形测量装置
。
[0008]本专利技术的进一步改进在于：在每个通道上均设置有控制其通断的球形阀
。
[0009]本专利技术的进一步改进在于：变形测量装置包括电阻丝和测量触环，电阻丝一端与上夹头固定，另一端穿过固定在上夹持座体内的测量触环，并与测量触环的导电性内层接触
。
[0010]本专利技术的进一步改进在于：在上夹头与座体缸之间设置有上密封圈和下密封圈，
上密封圈固定在上夹头上端，下密封圈固定在座体缸缸口
。
[0011]本专利技术的进一步改进在于：在上夹头上端的座体缸底部设置有缓冲弹簧
。
[0012]本专利技术的进一步改进在于：上夹持座体上还设置有上夹持杆和注油孔，注油孔与储油腔连通，且注油孔由注油孔塞通过螺纹配合封堵
。
[0013]本专利技术的进一步改进在于：下夹持座体上设置有下夹持杆和数个下座体腔，在每个下座体腔内均设置有用于配合下夹头的纵树型榫头的左下夹块和右下夹块
。
[0014]本专利技术的进一步改进在于：在上夹持座体和下夹持座体上均设置有冷却系统
。
[0015]本专利技术的一种多夹头高温蠕变试验夹持装置的使用方法，包括如下步骤：
[0016]步骤1，旋转球形阀打开通道，从注油孔注入液压油，使上夹头上端位于座体缸内的中间位置，拧紧注油孔塞，打开高温炉的炉膛，将下夹持座体夹持于蠕变试验机下夹头中，并将蠕变试验机下夹头下降至最低位置，升高蠕变试验机上夹头，将上夹持座体夹持于蠕变试验机上夹头中；
[0017]步骤2，将试验件下夹持段旋进下夹头中，再将试验件上夹持段旋进上夹头中；步骤3，重复步骤2，直至所有上夹头
/
下夹头均固定有试验件，下降蠕变试验机上夹头，至下夹头插入左下夹块和右下夹块之间，并通过纵树型榫头榫槽结构配合，缓慢增大蠕变试验机轴向拉力，直至达到试验预定拉力载荷；
[0018]步骤4，关闭高温炉炉膛，将温度设置为试验温度，开始试验，并分别向上夹持座体和下夹持座体中通入冷却液，进行冷却；
[0019]步骤5，按照设定的采集率实时采集蠕变试验机的拉力
F
，根据拉力
F
计算作用在每个试验件上的拉力
F/N
，确定每个试验件的载荷；
[0020]步骤6，测量试验开始时电阻丝中从测量触环到顶部之间的电阻，通过公式：得到从测量触环到电阻丝顶部的初始长度，其中，
S
为电阻丝横截面积，
ρ
为电阻丝电阻率，按照设定的采集率实时采集从测量触环到电阻丝顶部的长度，再结合蠕变试验机上夹头的位移，得到试验件实际变形量，随着试验开展，同时得到数个试验件在设定载荷下的蠕变曲线；
[0021]步骤7，若试验件被拉断，则关闭该试验件对应的球形阀，保证剩余试验件继续正常试验，直至所有试验件均被拉断，试验结束，测得试验件对应材料的蠕变性能
。
[0022]本专利技术的有益效果是：本专利技术不仅能够保证在进行高温蠕变试验时每根试验件载荷相等，还有利于单根试验件变形量的测量
。
此外，本专利技术的装置不仅适用于金属材料高温蠕变试验的夹持，还适用于金属材料常温拉伸强度测试的夹持
。
与单夹头夹持装置相比，本专利技术的装置大大提高了单次试验中的试验件数量，大大缩短了试验时间，节省了大量的人力物力
。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例中的一种多夹头高温蠕变试验夹持装置的示意图；
[0024]图2是本专利技术实施例中的测试试验件结构示意图；
[0025]图3是本专利技术实施例中的一种多夹头高温蠕变试验夹持装置的剖面结构示意图；
[0026]图4是图3中部分放大示意图；
[0027]图5是本专利技术实施例中的下夹头插入下夹块状态示意图；
[0028]图6是本专利技术实施例中的下夹块夹紧下夹头状态示意图；
[0029]图7是本专利技术实施例中的变形测量原理示意图；
[0030]附图标记如下：1‑
上夹持座体
、2
‑
上夹头
、3
‑
试验件
、4
‑
下夹头
、5
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多夹头高温蠕变试验夹持装置，包括上夹持座体
(1)、
试验件
(3)、
下夹持座体
(5)、
数个上夹头
(2)
和数个下夹头
(4)
，所述试验件
(3)
通过位置相对的上夹头
(2)
的下夹头
(4)
夹持在所述上夹持座体
(1)
与所述下夹持座体
(5)
之间，其特征在于：在所述上夹持座体
(1)
上设置有液压系统和数个变形测量装置，所述液压系统包括数个所述上夹头
(2)、
数个座体缸
(13)
和储油腔
(17)
，所述座体缸
(13)
设置在所述上夹持座体
(1)
内，每个所述上夹头
(2)
的上端均处于一个所述座体缸
(13)
中，并可在所述座体缸
(13)
中做轴向的活塞运动，设置在所述上夹持座体
(1)
内的储油腔
(17)
通过多个通道
(16)
分别与数个所述座体缸
(13)
连通，在每个所述上夹头
(2)
上均固定有所述变形测量装置
。2.
根据权利要求1所述的一种多夹头高温蠕变试验夹持装置，其特征在于：在每个所述通道
(16)
上均设置有控制其通断的球形阀
(18)。3.
根据权利要求1所述的一种多夹头高温蠕变试验夹持装置，其特征在于：所述变形测量装置包括电阻丝
(24)
和测量触环
(23)
，所述电阻丝
(24)
一端与上夹头
(2)
固定，另一端穿过固定在所述上夹持座体
(1)
内的测量触环
(23)
，并与所述测量触环
(23)
的导电性内层接触
。4.
根据权利要求1所述的一种多夹头高温蠕变试验夹持装置，其特征在于：在所述上夹头
(2)
与所述座体缸
(13)
之间设置有上密封圈
(14)
和下密封圈
(12)
，所述上密封圈
(14)
固定在所述上夹头
(2)
上端，所述下密封圈
(12)
固定在所述座体缸
(13)
缸口
。5.
根据权利要求1所述的一种多夹头高温蠕变试验夹持装置，其特征在于：在所述上夹头
(2)
上端的所述座体缸
(13)
底部设置有缓冲弹簧
(22)。6.
根据权利要求1所述的一种多夹头高温蠕变试验夹持装置，其特征在于：所述上夹持座体
(1)
上还设置有上夹持杆
(15)
和注油孔
(20)
，所述注油孔
(20)
与所述储油腔
(17)
连通，且所述注油孔
(20)
由注油孔塞
(21)
通过螺纹配合封堵
。7.
根据权利要求1所述的一种多夹头高温蠕变试验夹持装置，其特征在于：所述下夹持座体
(5)
上设置有下夹持杆
(25)
和数个下座体腔
(30)
，在每个所述下座体腔

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志刚，彭秋洪，宋迎东，牛序铭，李亚松，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：