一種金屬管材徑向循環加載試驗夾具制造技術

本實用新型專利技術公開一種金屬管材徑向循環加載試驗夾具，用于金屬管材環向疲勞試驗中對管材的夾持，包括兩個夾體，每個夾體上掛接有掛塊，掛塊可滑動的安裝在夾體上，掛塊的一側設有半圓柱形凸臺，兩個掛塊對接后使半圓柱形凸臺拼合成為圓柱體，在每個半圓柱形凸臺的外側設有半圓環形壓環，所述半圓環形壓環的弧長小于1/2圓周，并且所述半圓環形壓環與半圓柱形凸臺保留間隙以允許管材試樣安裝于其中。采用本實用新型專利技術的方案，準備系列掛塊，半圓柱形凸臺的外徑與各種管材相匹配，而不需變更夾體，便可滿足不同管徑金屬管材的環向疲勞性能的測試。夾具結構簡單，操作方便，通用性強，節省試驗材料。

【技術實現步驟摘要】

本技術設及一種金屬管材徑向循環加載試驗夾具，特別是一種小管徑金屬管 材環向疲勞試驗夾具，尤其是管材環向的脈動、拉伸和拉壓疲勞性能的測試，屬于材料力學 試驗裝備領域。
技術介紹
金屬管材是一種中空的長條圓形型材，主要廣泛用于石油、化工、醫療、食品、輕 工、機械儀表、航空等工業輸送管道W及機械結構部件等。另外，在折彎、抗扭強度相同時， 重量較輕，所W也廣泛用于制造機械零件和工程結構，也常用作生產各種常規武器、槍管、 炮彈、液壓管路等。 金屬管材主要是通過冷社工藝制備，在變形工程中容易形成織構，造成材料力學 性能的各向異性。管材在工作條件下，往往是環向受力大于軸向，且還會承受疲勞載荷，如 航空液壓管路系統。軸向力學性能不能簡單的代替環向力學性能，也很難推測環向的力學 性能。管材軸向尺寸較大，夾持相對容易，目前的管材力學性能主要是沿管材軸向測試。李 遠眷和陳琳(管材高溫低周疲勞實驗方法及數據處理，中國有色金屬學報，2003，13:pp721- 726)在-Ti鐵合金管材兩頭插入堵條，然后用試驗機液壓卡頭夾持，管材試樣中部磨削出弧 形槽，測試了管材高溫低周疲勞軸向性能。李遠眷等(φ WX2.0Ti-A^Zr鐵合金管材的高 溫低周疲勞性能研究，核動力工程，2003，24: PP307-311)用同樣方法研究了錯合金管材軸 向的低周疲勞壽命和循環相應特性。管材環向力學性能基本采用類似對開式拉力盤法(N 0 L)的對開式拉伸法進行，但試樣不固定，結構剛度不高，疲勞試驗機會發生不能啟振，振動 頻率不高，會載荷過沖等問題，導致試驗無法進行或數據不準。目前尚無任何可實現小管徑 金屬管材環向疲勞性能測試的技術方案和相應的夾具。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種金屬管材徑向循環加載試驗夾具，填補現有材料試 驗金屬無法對金屬管材環向進行材料疲勞性能測試的空白，實現對小口徑金屬管材脈動和 拉拉疲勞試驗，調整2個掛塊半圓凸臺之間的間隙，還能進行拉壓疲勞試驗。 本技術的目的通過W下技術方案來具體實現： -種金屬管材徑向循環加載試驗夾具，用于金屬管材環向疲勞試驗中對管材的夾 持，包括兩個夾體，每個夾體上掛接有掛塊，掛塊可滑動的安裝在夾體上，掛塊的一側設有 半圓柱形凸臺，兩個掛塊對接后使半圓柱形凸臺拼合成為圓柱體，在每個半圓柱形凸臺的 外側設有半圓環形壓環，所述半圓環形壓環的弧長小于1/2圓周，并且所述半圓環形壓環與 半圓柱形凸臺之間保留有間隙，所述的間隙允許安裝管材試樣。 所述金屬管材的直徑不超過50mm。 在半圓柱形凸臺的外圓表面上加工螺紋孔，并對應的在半圓環形壓環上開有螺紋 孔，圓環形壓環安裝在管材試樣外部時，通過螺釘穿過半圓環形壓環并連接在半圓柱形凸 臺上，w將管材試樣固定。 進一步的，所述半圓環形壓環與半圓柱形凸臺同軸設置。 夾體上設有與掛塊配合連接并對滑塊具有徑向限位作用的滑槽，掛塊能夠在滑槽 中滑動，并且滑槽對掛塊在滑動方向W外的方向進行限位。 優選的，所述滑槽為燕尾槽形狀或T形槽形狀。 更進一步優選的，滑槽的側壁上開有螺紋孔，通過鎖緊螺釘連接螺紋孔中W對掛 塊鎖緊。 在所述夾體之間、所述掛塊之間或所述半圓柱形凸臺之間設有定位結構，用W引 導定位，使兩個夾體對接后，兩個半圓柱形凸臺拼合成為圓柱體。 所述定位結構可為錐形、梯形、矩形、圓形或Ξ角形。 所述夾體上設有連接件，通過兩個夾體上的連接件將兩個夾體向兩側驅動，所述 連接件與夾體一體成型或通過可拆卸的方式連接在夾體上。 進一步優選的，所述連接件為螺桿或螺紋管。 所述連接件與所述半圓柱形凸臺位于同一直線上，所述連接件的軸線穿過半圓柱 形凸臺的中線，使連接件將夾體向兩側拉動時，對套接在半圓柱形凸臺上的測試管材施加 正向的拉力。 更進一步優選的，兩個所述夾體、掛塊均為對稱結構，并且對稱安裝。 在實際試驗時，先從金屬管材沿垂直管材軸向切割一段管材(一般為3-5mm管段） 作為管材試樣，端面拋光。上下夾體通過上部的連接件與疲勞試驗機連接，再用鎖緊螺釘鎖 死。掛塊燕尾端插入夾體下部的燕尾通槽中，2個緊固螺栓，分別從夾體的兩側螺紋孔，旋進 掛塊的螺紋孔中，將夾體與掛塊梓緊為一體。移動試驗機的上下夾頭，使上下夾體中掛塊的 2個半圓柱形凸臺合猶，將管材試樣套入其中。然后把半圓環形壓環放在試樣，通過緊固螺 栓，梓入半圓柱形凸臺上的螺孔，將管材試樣牢牢壓緊。開啟試驗機，施加設定的疲勞載荷 和頻率，可W獲得管材環向的疲勞強度、疲勞壽命及S-N曲線等試驗數據。 采用本技術的方案，準備系列掛塊，半圓柱形凸臺的外徑與各種管材相匹配， 而不需變更夾體，便可滿足不同管徑金屬管材的環向疲勞性能的測試。夾具結構簡單，操 作方便，通用性強，節省試驗材料。【附圖說明】下面根據附圖和實施例對本技術作進一步詳細說明。 圖1是本技術實施例所述金屬管材徑向循環加載試驗夾具的正面結構示意 圖，圖中省略了半圓環形壓環。 圖2是本技術實施例所述金屬管材徑向循環加載試驗夾具的側面結構示意 圖，圖中省略了半圓環形壓環。 圖3是本技術實施例所述金屬管材徑向循環加載試驗夾具的正面裝配示意 圖。 圖4是本技術實施例所述金屬管材徑向循環加載試驗夾具的側面裝配示意 圖。 圖5是本技術實施例所述金屬管材徑向循環加載試驗夾具的另一種結構示意 圖，圖中省略了半圓環形壓環； 其中：1-夾體、2-掛塊、3-半圓柱形凸臺、4-半圓環形壓環、5-連接件、6-定位結構、 7-滑槽。【具體實施方式】 W下對本技術的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例 僅用于說明和解釋本技術，并不用于限定本技術。 實施例一 如圖1-4所示，本技術實施例所述一種金屬管材徑向循環加載試驗夾具，用于 金屬管材環向疲勞試驗中對管材的夾持，包括兩個夾體1，每個夾體上掛接有掛塊2,掛塊2 能夠滑動的安裝在夾體1上，掛塊2的一側設有半圓柱形凸臺3,兩個掛塊2對接后使半圓柱 形凸臺3拼合成為圓柱體，在每個半圓柱形凸臺3的外側設有半圓環形壓環4,所述半圓環形 壓環4的弧長小于1/2圓周，并且所述半圓環形壓環與半圓柱形凸臺之間保留有間隙，所述 的間隙允許安裝管材試樣。 所述金屬管材的直徑不超過50mm。 在半圓柱形凸臺3的外圓表面上加工螺紋孔，并對應的在半圓環形壓環4上開有螺 紋孔，半圓環形壓環安裝在管材試樣外部時，通過螺釘穿過半圓環形壓環并連接在半圓柱 形凸臺上，W將管材試樣固定。 進一步的，所述半圓環形壓環與半圓柱形凸臺的同軸設置。 夾體1上設有與掛塊配合連接并對滑塊具有徑向限位作用的滑槽7,使掛塊可在滑 槽7中滑動并對掛塊在滑動方向W外的方向進行限位。 優選的，所述滑槽7為燕尾槽形狀或T形槽形狀。[當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種金屬管材徑向循環加載試驗夾具，包括兩個夾體(1)，其特征在于，每個夾體上掛接有掛塊(2)，掛塊可滑動的安裝在夾體上，掛塊的一側設有半圓柱形凸臺(3)，兩個掛塊可以通過對接拼合成為圓柱體，在每個半圓柱形凸臺的外側設有半圓環形壓環(4)，所述半圓環形壓環的弧長小于1/2圓周，并且所述半圓環形壓環與半圓柱形凸臺之間保留有間隙,所述的間隙允許安裝管材試樣。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張旺峰，張暉，王玉會，顏孟奇，李野，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司北京航空材料研究院，
類型：新型
國別省市：北京;11