一種持久蠕變夾具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種持久蠕變夾具，包括：一個(gè)用于與試驗(yàn)機(jī)連接并承載來(lái)自試驗(yàn)機(jī)的拉伸載荷的柱狀?yuàn)A具主體，該夾具主體在徑向的兩側(cè)各有一個(gè)外側(cè)面呈圓弧段的立柱(1)，立柱(1)的內(nèi)側(cè)面為垂直于徑向的平面，立柱(1)的上端與夾具主體的上蓋(2)連接成一體，上蓋(2)的上部是一個(gè)與試驗(yàn)機(jī)連接的實(shí)心圓柱(3)，立柱(1)的下端與夾具主體底部的圓環(huán)體(4)連接成一體；兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的圓弧段形狀的座套，座套具有圓弧段半徑較大的圓弧形上緣(5)、圓弧段半徑較小的圓弧形下緣(6)，圓弧形上緣(5)和圓弧形下緣(6)上、下錯(cuò)開(kāi)，兩者之間通過(guò)弧形筒體連接，使得座套的縱向截面呈“之”字形狀；防止了夾具與試樣之間的粘接，實(shí)現(xiàn)均勻加載并且有利于降低測(cè)試成本。
【專利說(shuō)明】一種持久蠕變夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種持久蠕變夾具，屬于力學(xué)性能測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，持久和蠕變是用于描述材料在高溫條件下耐受長(zhǎng)時(shí)恒定載荷的性能。為了獲得材料的持久和蠕變強(qiáng)度，應(yīng)將材料加工成持久和蠕變?cè)嚇硬⒀b入持久和蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)進(jìn)行持久和蠕變測(cè)試。持久和蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)一般配有夾具以用于將試樣固定到試驗(yàn)機(jī)上。
[0003]在常規(guī)的持久和蠕變?cè)嚇优c夾具之間，通常采用螺紋連接的方式，以通過(guò)螺紋將施加的載荷均勻地傳遞到試樣的工作段。但這種螺紋連接方式存在高溫粘接的問(wèn)題。SP，當(dāng)在約900°C以上的溫度下長(zhǎng)時(shí)間加載試驗(yàn)時(shí)，由于夾具和試樣表面原子在高溫載荷下的相互擴(kuò)散，使得夾具與試樣通過(guò)螺紋粘接在一起。這種粘接導(dǎo)致在試驗(yàn)后無(wú)法將夾具和試樣分開(kāi)，從而造成夾具的報(bào)廢和測(cè)試成本的顯著提高。
[0004]為了克服上述的夾具與試樣粘接的問(wèn)題，已公開(kāi)了一種臺(tái)肩式夾具連接方式。這種臺(tái)肩式連接方式存在受力不均的問(wèn)題。受力不均勻性導(dǎo)致加載同軸性失衡，從而導(dǎo)致引伸計(jì)的測(cè)量計(jì)數(shù)相差較大并偏離試樣實(shí)際變形量。這種不均勻的受力使得夾具在一定時(shí)間的試驗(yàn)后發(fā)生不均勻的變形，并由此加劇試樣在后續(xù)測(cè)試中的受力不均勻性。另外，這種夾具的變形導(dǎo)致的夾具更換也增加測(cè)試成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種持久蠕變夾具，其目的是防止夾具與試樣之間的粘接，實(shí)現(xiàn)均勻加載并且有利于降低測(cè)試成本。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0007]該種持久蠕變夾具，其特征在于，該夾具包括:
[0008]一個(gè)用于與試驗(yàn)機(jī)連接并承載來(lái)自試驗(yàn)機(jī)的拉伸載荷的柱狀?yuàn)A具主體，該夾具主體在徑向的兩側(cè)各有一個(gè)外側(cè)面呈圓弧段的立柱(1)，立柱(I)的內(nèi)側(cè)面為垂直于徑向的平面，立柱(I)的上端與夾具主體的上蓋(2)連接成一體，上蓋(2)的上部是一個(gè)與試驗(yàn)機(jī)連接的實(shí)心圓柱(3)，立柱(I)的下端與夾具主體底部的圓環(huán)體(4)連接成一體；
[0009]兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的圓弧段形狀的座套，座套具有圓弧段半徑較大的圓弧形上緣(5)、圓弧段半徑較小的圓弧形下緣(6)，圓弧形上緣(5)和圓弧形下緣(6)上、下錯(cuò)開(kāi)，兩者之間通過(guò)弧形筒體(7)連接，使得座套的縱向截面呈“之”字形狀；
[0010]兩個(gè)圓弧段形狀的座套安裝在夾具主體的立柱(I)之間的圓環(huán)體(4)上，圓弧形上緣(5)和圓弧形下緣(6)兩端面分別與立柱(I)的內(nèi)側(cè)面貼合，弧形筒體(7)的外側(cè)面與圓環(huán)體(4)的內(nèi)側(cè)面貼合，圓弧形上緣(5)與圓環(huán)體(4)之間通過(guò)銷釘(8)固定連接。
[0011]夾具主體、座套和銷釘(8)均由高溫合金制成。
[0012]在工作過(guò)程中，圓弧形上緣(5)和圓弧形下緣(6)兩端面分別與立柱(I)的內(nèi)側(cè)面貼合，從而通過(guò)圓弧形上緣(5)底部傳遞由夾具主體施加的力，該力經(jīng)由座套的弧形筒體(7)傳遞到圓弧形下緣(6)，圓弧形下緣(6)與試樣(9)臺(tái)肩下表面接觸。
[0013]本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明所述夾具可以使試樣受載面承載均勻的負(fù)載，從而避免在試驗(yàn)過(guò)程中由于受力不均導(dǎo)致的試驗(yàn)數(shù)據(jù)失效。另外，與夾具主體相比，座套是相對(duì)較小、制造成本較低的構(gòu)件。由于座套在試驗(yàn)過(guò)程中代替夾具主體成為夾具破壞的主要構(gòu)件，因此，可以通過(guò)只更換座套避免夾具主體的更換，從而大大降低試驗(yàn)成本。并且，通過(guò)銷釘?shù)墓潭ㄗ饔?，可以始終保持面接觸。
[0014]除了適用于持久和蠕變?cè)囼?yàn)以外，本發(fā)明還適用于其它高溫長(zhǎng)時(shí)恒載連接構(gòu)件的連接。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的緊湊型持久蠕變夾具，能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)試結(jié)果更加精確、成本更低的持久蠕變測(cè)試。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的處于與試樣配合狀態(tài)中的夾具的實(shí)施例的正視剖面圖
[0017]圖2是本沿圖1中的線B-B線切取的剖視圖
[0018]圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的座套的正視剖面圖
[0019]圖4是圖3的頂視圖
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下參照附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳述:
[0021]如圖1~4所示，該夾具包括:
[0022]一個(gè)用于與試驗(yàn)機(jī)連接并承載來(lái)自試驗(yàn)機(jī)的拉伸載荷的柱狀?yuàn)A具主體，該夾具主體在徑向的兩側(cè)各有一個(gè)外側(cè)面呈圓弧段的立柱1，立柱I的內(nèi)側(cè)面為垂直于徑向的平面，立柱I的上端與夾具主體的上蓋2連接成一體，上蓋2的上部是一個(gè)與試驗(yàn)機(jī)連接的實(shí)心圓柱3，立柱1的下端與夾具主體底部的圓環(huán)體4連接成一體，圓環(huán)體4的內(nèi)緣面與立柱I的內(nèi)側(cè)面相切；
[0023]兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的圓弧段形狀的座套，座套具有圓弧段半徑較大的圓弧形上緣5、圓弧段半徑較小的圓弧形下緣6，圓弧形上緣5和圓弧形下緣6上、下錯(cuò)開(kāi)，兩者之間通過(guò)弧形筒體7連接，使得座套的縱向截面呈“之”字形狀；
[0024]兩個(gè)圓弧段形狀的座套安裝在夾具主體的立柱I之間的圓環(huán)體4上，圓弧形上緣5和圓弧形下緣6兩端面分別與立柱I的內(nèi)側(cè)面貼合，弧形筒體7的外側(cè)面與圓環(huán)體4的內(nèi)側(cè)面貼合，圓弧形上緣5與圓環(huán)體4之間通過(guò)銷釘8固定連接。
[0025]試驗(yàn)時(shí)，由上述兩組夾具分上、下位置分別夾住試樣9的兩端，施加載荷，夾具所承受的載荷在夾具主體上均勻分布，銷釘8可使圓弧形上緣5與圓環(huán)體4之間的接觸面的受力狀態(tài)始終保持均勻分布。
[0026]夾具主體、座套和銷釘8采用等軸晶高溫合金、定向結(jié)晶高溫合金和單晶高溫合金制成，可耐受1000°c以上的溫度。
[0027]本發(fā)明技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，夾具的各組成部分在長(zhǎng)時(shí)的試驗(yàn)過(guò)程中始終保持大致相近且明顯低于試樣工作段所受應(yīng)力的應(yīng)力分布狀態(tài)。從而，明顯延長(zhǎng)夾具的部件更換周期并提高材料的性能測(cè)試精度，并且，克服螺紋連接夾具的高溫粘接的問(wèn)題。
【權(quán)利要求】
1.一種持久蠕變夾具，其特征在于:該夾具包括: 一個(gè)用于與試驗(yàn)機(jī)連接并承載來(lái)自試驗(yàn)機(jī)的拉伸載荷的柱狀?yuàn)A具主體，該夾具主體在徑向的兩側(cè)各有一個(gè)外側(cè)面呈圓弧段的立柱(1)，立柱(I)的內(nèi)側(cè)面為垂直于徑向的平面，立柱(I)的上端與夾具主體的上蓋(2)連接成一體，上蓋(2)的上部是一個(gè)與試驗(yàn)機(jī)連接的實(shí)心圓柱(3)，立柱(I)的下端與夾具主體底部的圓環(huán)體(4)連接成一體； 兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的圓弧段形狀的座套，座套具有圓弧段半徑較大的圓弧形上緣(5)、圓弧段半徑較小的圓弧形下緣(6)，圓弧形上緣(5)和圓弧形下緣(6)上、下錯(cuò)開(kāi)，兩者之間通過(guò)弧形筒體(7)連接，使得座套的縱向截面呈“之”字形狀； 兩個(gè)圓弧段形狀的座套安裝在夾具主體的立柱(I)之間的圓環(huán)體(4)上，圓弧形上緣(5)和圓弧形下緣(6)兩端面分別與立柱(I)的內(nèi)側(cè)面貼合，弧形筒體(7)的外側(cè)面與圓環(huán)體(4)的內(nèi)側(cè)面貼合，圓弧形上緣(5)與圓環(huán)體(4)之間通過(guò)銷釘(8)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的持久蠕變夾具，其特征在于:夾具主體、座套和銷釘(8)均由高溫合金制成。
【文檔編號(hào)】G01N3/04GK103674694SQ201310659618
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】于慧臣, 李影 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院