專利名稱：一種金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及材料試驗設(shè)備，尤其是一種金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾 具。
背景技術(shù)：
疲勞試驗對于評價金屬構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性起到重要作用。高溫環(huán)境下，通常將金 屬材料加工成帶有螺紋的棒狀試樣進行疲勞試驗。有關(guān)棒狀試樣的疲勞試驗技術(shù)目前已經(jīng) 成熟，但是對于不適合加工螺紋的脆性材料以及原始鑄錠尺寸較小導(dǎo)致的不適合加工成棒 狀樣品的金屬材料而言，需要將材料加工成板狀試樣進行疲勞試驗。對于普通的板狀試樣 夾具，當處于高溫環(huán)境中時，由蠕變導(dǎo)致的應(yīng)力松弛會使螺栓的夾緊力降低從而導(dǎo)致夾持 失效。另外，處于高溫環(huán)境中的夾具由于熱的傳導(dǎo)作用會對疲勞機的傳感器造成不利影響。 普通的高溫夾具需要安裝水冷套對夾具進行冷卻，而水冷套的制造成本較高且冷卻效果不 明顯。這就需要一種合適的板狀試樣夾具，以保證在高溫環(huán)境下具有較好的夾持能力和冷 卻效果。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有板狀試樣高溫夾具存在的夾持能力和冷卻效果等問題，設(shè)計提供了一種 具有簡單結(jié)構(gòu)形式的金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，不僅可以實現(xiàn)高溫環(huán)境下的金 屬板狀試樣的軸向疲勞試驗，而且能夠保證高溫下的夾緊力并具有良好的水冷效果。本實用新型的技術(shù)方案是一種金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，該夾具設(shè)有夾頭、延長軸和水冷裝置， 夾頭中心開有用于放置板狀試樣的槽，夾頭連有延長軸，延長軸連接備帽和水冷裝置。所述的金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，夾頭兩邊對稱開有孔，對稱設(shè)置的 螺栓穿過夾頭上的孔與螺母夾緊。所述的金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，延長軸與備帽和水冷裝置通過螺紋 連接。所述的金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，延長軸端部設(shè)有外螺紋，備帽和水 冷裝置端部設(shè)有內(nèi)螺紋。所述的金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，延長軸端部的外螺紋上依次安裝備 帽和水冷裝置。所述的金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，水冷裝置上開有通冷卻水的水孔。所述的金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，延長軸上加工有扳口。本實用新型的有益效果是1、本實用新型金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具由一對形狀結(jié)構(gòu)相同的夾具 構(gòu)成，主要包括中心開槽兩邊打孔的矩形夾頭、延長軸、螺栓、螺母、水冷裝置和備帽。板 狀試樣的厚度應(yīng)略小于夾頭中心開槽的厚度，如果相差過大可以添加墊片，夾頭兩端對稱打孔以放置螺栓。夾頭的寬度與螺栓的直徑應(yīng)盡可能大(夾頭寬度略小于管式高溫爐的內(nèi) 徑，遠大于樣品寬度)以保證足夠的夾緊力，同時應(yīng)注意保證夾頭具有一定的厚度以防止 在螺紋夾緊時夾頭發(fā)生彎曲。夾頭延長軸與水冷裝置間用螺紋連接并同時連接備帽，以保 證可以進行拉壓疲勞試驗，直接在水冷裝置螺紋連接的下端鉆孔使循環(huán)水流過，這樣既能 保證冷卻效果、又能節(jié)約制造水冷套的成本。2、采用本實用新型的設(shè)計方案，將板狀試樣放置在夾頭開槽的中心處對中，在螺 栓與螺母的螺紋上涂抹高溫潤滑油并夾緊即可進行試驗。本實用新型可以滿足板狀試樣在 高溫環(huán)境下(溫度范圍為20°C 800°C)的軸向疲勞試驗，在高溫下能夠保持較好的夾持 能力，冷卻效果良好，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省試樣材料，可以實現(xiàn)小尺寸金屬板狀試樣的高溫軸向 疲勞試驗。3、本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、高溫夾緊力保持較好、冷卻效果良好的技 術(shù)特點，可以實現(xiàn)寬頻率范圍內(nèi)的金屬板狀試樣高溫拉壓疲勞試驗。4、本實用新型為了防止高溫蠕變導(dǎo)致夾具的應(yīng)力松弛，夾具、螺栓、螺母和延長軸 由牌號為K417的鎳基高溫合金制成。

圖l(a)-(b)為本實用新型夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖1(a)為主視圖；圖1(b) 為左視圖。圖2(a)_(b)為本實用新型水冷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖2(a)為主視圖；圖 2(b)為俯視圖。圖3(a)_(b)為本實用新型連接備帽的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖3(a)為俯視圖；圖 3(b)為主視圖。圖中，i夾頭；2槽；3孔；4螺栓；5延長軸；6扳口 ；7外螺紋；8水冷裝置；9內(nèi)螺 紋；10水孔；11備帽；12螺母。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1-圖3所示，本實用新型金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，主要包括夾 頭1、槽2、孔3、螺栓4、延長軸5、扳口 6、外螺紋7、水冷裝置8、內(nèi)螺紋9、水孔10、備帽11、 螺母12等，具體結(jié)構(gòu)如下夾頭1中心開有槽2，夾頭1兩邊對稱鉆有孔3以放置螺栓4，夾頭1連有延長軸 5，延長軸5上加工有扳口 6，扳口 6的作用在于方便放置扳手，延長軸5端部加工有外螺紋 7，水冷裝置8端部加工內(nèi)螺紋9用以連接延長軸5，在水冷裝置8上鉆有水孔10用以通過 冷卻水。試驗時，先將備帽11安裝于延長軸5的外螺紋7上，以保證能夠進行拉壓疲勞試 驗；再將延長軸5與水冷裝置8之間用螺紋(外螺紋7和內(nèi)螺紋9)連接到一起，將板狀試 樣放置在夾頭1中心開設(shè)的槽2處，并通過對稱設(shè)置的螺栓4穿過夾頭1上的鉆孔3與螺 母12夾緊即可進行試驗。裝夾時，應(yīng)注意保持對稱夾緊兩邊的螺栓4。如果板狀試樣厚度與夾頭1中心開槽2相差較大，可以在中心開槽2處添加墊片。本實用新型夾頭1的延長軸5與螺栓4和 螺母12的材料選用牌號為K417的鎳基高溫合金，水冷裝置8與備帽11的材料選用304不 銹鋼。
權(quán)利要求一種金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，其特征在于該夾具設(shè)有夾頭、延長軸和水冷裝置，夾頭中心開有用于放置板狀試樣的槽，夾頭連有延長軸，延長軸連接備帽和水冷裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，其特征在于夾頭兩 邊對稱開有孔，對稱設(shè)置的螺栓穿過夾頭上的孔與螺母夾緊。
3.按照權(quán)利要求1所述的金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，其特征在于延長軸 與備帽和水冷裝置通過螺紋連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，其特征在于延長軸 端部設(shè)有外螺紋，備帽和水冷裝置端部設(shè)有內(nèi)螺紋。
5.按照權(quán)利要求4所述的金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，其特征在于延長軸 端部的外螺紋上依次安裝備帽和水冷裝置。
6.按照權(quán)利要求1所述的金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，其特征在于水冷裝 置上開有通冷卻水的水孔。
7.按照權(quán)利要求1所述的金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具，其特征在于延長軸 上加工有扳口。
專利摘要本實用新型涉及材料試驗設(shè)備，尤其是一種金屬板狀試樣高溫疲勞試驗水冷夾具。該夾具設(shè)有夾頭、延長軸和水冷裝置，夾頭中心開有用于放置板狀試樣的槽，夾頭連有延長軸，延長軸連接水冷裝置；夾頭兩邊對稱開有孔，對稱設(shè)置的螺栓穿過夾頭上的孔與螺母夾緊；延長軸與水冷裝置通過螺紋連接，水冷裝置上開有通冷卻水的水孔。本實用新型解決現(xiàn)有夾具存在的夾持能力和冷卻效果等問題，不僅可以實現(xiàn)高溫環(huán)境下的金屬板狀試樣的軸向疲勞試驗，而且能夠保證高溫下的夾緊力并具有良好的水冷效果。
文檔編號G01N3/04GK201716232SQ20102023405
公開日2011年1月19日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者周宇, 張波, 柯偉, 王儉秋, 鄭宇禮, 韓恩厚 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所