【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属试件高温性能测试领域，尤其涉及一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具及其试验方法。
技术介绍
1、高强度钢、高强铝合金、钛合金等比强度高的构件在在汽车、轨道交通、航空航天等领域的应用比例逐年递增。这些金属有极高的强度，导致其在常温下的成形性能和加工性能低都较低，因而热成形便成为加工这些金属的常用方法。对这些金属在高温下的力学性能的研究，是找到最优热成形工艺窗口的关键。
2、目前在金属高温力学性能的测试试验中，对试件加热及高温拉伸试验通常需要在高温环境箱中进行。该方法有两点限制，一是高温环境箱升温速率慢，通常只有每秒几度的温升，只能用来测试金属在某一固定的温度下的性能，无法测试金属快速加热后性能；二是需要连同夹具一起加热至目标温度，能耗大。
3、因此，目前尚无一种既能对试件进行加热，又能同时拉伸的设备。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具及其试验方法，解决了目前在金属高温力学性能的测试试验中，对试件加热及高温拉伸试验通常需要在高温环境箱中进行所存在的问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术公开了一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，包括两个结构相同的夹持单元，每个夹持单元包括转接头、夹具体、绝缘辅件和加热辅件；加热辅件包括电极、增阻垫片和热电偶；
4、所述转接头一端与万能试验机连接，另一端与夹具体连接；
5、夹具体包括
6、下连接杆的上端与电极连接，下连接杆的下端开有用于夹持试件的夹持槽，增阻垫片安装在夹持槽中；
7、测试时，热电偶固定在试件目标测试区域上。
8、进一步，绝缘辅件包括陶瓷垫片、绝缘胶套和绝缘胶帽；
9、所述转接头一端预制有与万能试验机连接的第一销孔，转接头内开有安装槽，安装槽包括第一槽和第二槽；上连接杆包括第一杆和第二杆，第一杆直径大于第二杆；
10、第一杆旋入在第一槽中，第二杆旋入在第二槽中；
11、陶瓷垫片安装在第一杆和第二杆连接处的台阶面上，绝缘胶帽套设在第一杆的头部的外壁面上，绝缘胶套套设在第二杆的外圆面上。
12、进一步，绝缘胶套为一侧开口的圆柱形胶套。
13、进一步，陶瓷垫片包括两个拼接的半圆环垫片，在半圆环垫片的外侧预制有平面。
14、进一步，下连接杆的上端开有螺栓孔，通过螺栓和螺母与电极固定连接。
15、进一步，下连接杆的下端开有锁紧孔和第二销孔，锁紧孔对称开设在第二销孔两侧。
16、进一步，下连接杆的外圆面上预制有与电极配合的电极止动面和电极接触面。
17、进一步，热电偶共设有三组，其类型为k型。
18、进一步，增阻垫片的电阻率大于试件电阻率。
19、本专利技术还公开了基于所述金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具的试验方法，包括以下过程：
20、将试件的两端分别夹持在两个夹具体的夹持槽中，将电极连接到电流发生器上，将两个转接头均连接到万能试验机上；
21、启动电流发生器和万能试验机，设置万能试验机的试验参数，设置电流发生器的试验参数；
22、上电，通过热电偶反馈，将试件加热到目标温度；通过热电偶测量目标区域温度实时反馈调整电流大小保证温控精度，通过增阻垫片调整均温区域保证测量范围；
23、根据测试需求让试件保温一段时间，或关闭电流发生器将试件降温；
24、开始拉伸试验，试验完毕后关闭电流发生器和万能试验机。
25、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
26、本专利技术公开了一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，包括两个夹持单元，每个夹持单元均包括转接头、夹具体、加热辅件、绝缘辅件，转接头一端与万能试验机连接，另一端连接夹具体；两个夹具体之间夹持试件，中部与电极连接；加热辅件包括电极、增阻垫片和热电偶；夹具体与转接头连接处通过绝缘辅件包裹，防止漏电；
27、加热速度快：采用电辅助对金属试件进行自阻加热，能快速将目标区域加热到目标温度，通过热电偶测量目标区域温度实时反馈调整电流大小来保证温控精度，通过增阻垫片调整均温区域来保证测量范围，从而可以实现金属试件快速加热后的性能测量，用以指导热冲压生产工艺。
28、能耗小：采用自阻加热的方式，无需对夹具进行整体加热到目标温度。试件测试区域段截面积远远小于处于回路部分夹具体的截面积，因此电流热效应主要产生于试件测试区域，从而大幅降低能耗。
29、进一步，绝缘辅件包括夹具体与转接头连接处的承重陶瓷垫片、绝缘胶套及绝缘胶帽，可以保证上连接杆与转接头的绝缘，避免电流对试验机的影响。在半圆垫片预制平面，可以保证转接头强度同时可缩小其直径尺寸。
30、进一步，通过增阻垫片调整均温区域来保证测量范围。
31、进一步，调整转接头与试验机连接部分的尺寸便可广泛适用于各种万能试验机。
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1.一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，包括两个结构相同的夹持单元，每个夹持单元包括转接头(1)、夹具体(2)、绝缘辅件和加热辅件；加热辅件包括电极(4)、增阻垫片(10)和热电偶(9)；
2.根据权利要求1所述的一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，绝缘辅件包括陶瓷垫片(13)、绝缘胶套(12)和绝缘胶帽(14)；
3.根据权利要求2所述的一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，绝缘胶套(12)为一侧开口的圆柱形胶套。
4.根据权利要求2所述的一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，陶瓷垫片(13)包括两个拼接的半圆环垫片，在半圆环垫片的外侧预制有平面。
5.根据权利要求1所述的一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，下连接杆(2-7)的上端开有螺栓孔(2-4)，通过螺栓(11)和螺母(3)与电极(4)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，下连接杆(2-7)的下端开有锁紧孔(2-5)和第二销孔
7.根据权利要求1所述的一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，下连接杆(2-7)的外圆面上预制有与电极(4)配合的电极止动面(2-9)和电极接触面(2-10)。
8.根据权利要求1所述的一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，热电偶(9)共设有三组，其类型为K型。
9.根据权利要求1所述的一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，增阻垫片(10)的电阻率大于试件(8)电阻率。
10.基于权利要求1-9任意一项所述金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具的试验方法，其特征在于，包括以下过程：
...【技术特征摘要】
1.一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，包括两个结构相同的夹持单元，每个夹持单元包括转接头(1)、夹具体(2)、绝缘辅件和加热辅件；加热辅件包括电极(4)、增阻垫片(10)和热电偶(9)；
2.根据权利要求1所述的一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，绝缘辅件包括陶瓷垫片(13)、绝缘胶套(12)和绝缘胶帽(14)；
3.根据权利要求2所述的一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，绝缘胶套(12)为一侧开口的圆柱形胶套。
4.根据权利要求2所述的一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，陶瓷垫片(13)包括两个拼接的半圆环垫片，在半圆环垫片的外侧预制有平面。
5.根据权利要求1所述的一种用于金属薄板自阻加热与高温拉伸的夹具，其特征在于，下连接杆(2-7)的上端开有螺栓孔(2-4)，通过螺栓(11)和螺...
【专利技术属性】
技术研发人员：明明，刘啸川，周晋，侯强，靳绍猛，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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