本發(fā)明屬于力學(xué)試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種對絲狀材料的有效夾持，以進(jìn)行例如拉伸、蠕變、松弛、疲勞等材料力學(xué)測試的夾具。

背景技術(shù)：

絲線拉伸疲勞是機(jī)械、建筑、航天、航空、紡織中普遍遇到的問題。材料的拉伸疲勞行為直接影響到工業(yè)中龍門吊中的鋼絲繩、傳動系統(tǒng)中皮帶的安全設(shè)計、壽命評估等。同時在紡織行業(yè)中，絲線的拉伸彈性疲勞也是關(guān)注重點，比如材料能承受多大的拉力而不變形，保證紡織物外觀不受損等。

正因為這些原因，使得絲狀材料拉伸疲勞成為科研的熱點。常規(guī)的絲狀材料拉伸試驗夾具分為兩種類型：直接通過兩個鉗口夾緊試樣，或通過上下兩個導(dǎo)向輪纏繞試樣。使用鉗口夾緊的方法不容易保證試樣長度方向和拉伸力的方向保持一致；而導(dǎo)向輪纏繞試樣的方法在拉伸力大的情況下容易發(fā)生滑動。這樣就很難保證試驗數(shù)據(jù)和結(jié)果的準(zhǔn)確性，而且增加了實驗人員操作試驗的難度。

因此，需要在現(xiàn)有的試驗設(shè)備基礎(chǔ)上，針對絲狀材料試樣研發(fā)出一種新型的夾持絲狀材料的夾具，從而提高絲狀材料試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，降低實驗人員進(jìn)行絲狀材料拉伸試驗時的操作難度，進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)械、建筑、紡織等領(lǐng)域中對絲狀材料疲勞行為的研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的是常規(guī)絲狀材料拉伸試驗夾具夾持效果不佳的技術(shù)問題，而提供一種用于絲狀材料拉伸試驗的夾具，通過導(dǎo)向輪的輪緣保證絲狀試樣不發(fā)生歪斜，繞過導(dǎo)向輪的絲狀試樣后端通過活動夾塊和擋塊之間的摩擦力夾持，從而夾緊絲狀材料試樣。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種用于絲狀材料拉伸試驗的夾具，包括上部夾具和下部夾具，所述上部夾具和所述下部夾具結(jié)構(gòu)相同且中心對稱，均由夾具主體和安裝在所述夾具主體上的導(dǎo)向輪、擋塊、活動夾塊、導(dǎo)軌棍和頂銷組成；

所述夾具主體均包括主板和側(cè)板，所述側(cè)板垂直設(shè)置于所述主板外端一側(cè)；

所述導(dǎo)向輪固定于所述夾具主體的主板，并與其側(cè)板同側(cè)；上部夾具和下部夾具的兩個所述導(dǎo)向輪具有豎直方向的公切面且分設(shè)于該公切面兩邊；

所述擋塊固定于所述夾具主體的主板，兩個所述擋塊位于兩個所述導(dǎo)向輪之間并分別與兩個導(dǎo)向輪相接觸；所述活動夾塊設(shè)置于所述擋塊外側(cè)，所述擋塊與所述活動夾塊的相對面為夾持面，該夾持面與所述導(dǎo)向輪相切，同時與兩個所述導(dǎo)向輪的公切面平行；所述活動夾塊外側(cè)的中心設(shè)置有軸承，外側(cè)的兩端設(shè)置有螺紋孔；

所述導(dǎo)軌棍垂直于所述夾持面設(shè)置，其內(nèi)端螺紋連接于所述活動夾塊的螺栓孔，外端穿過所述夾具主體的側(cè)板上的通孔；

所述頂銷垂直于所述夾持面設(shè)置，其內(nèi)端安裝于所述活動夾塊的軸承中；所述頂銷設(shè)有螺紋且穿過所述夾具主體的側(cè)板上的螺紋孔，所述頂銷外端設(shè)置有手柄；

試驗時絲狀試樣拉伸于兩個所述導(dǎo)向輪之間，一端由上部夾具的導(dǎo)向輪繞過、另一端由下部夾具的導(dǎo)向輪繞過，繞過導(dǎo)向輪的絲狀試樣末端夾持在所述活動夾塊與所述擋塊之間；兩個導(dǎo)向輪之間的絲狀試樣區(qū)段與夾持在所述活動夾塊和所述擋塊之間的絲狀試樣區(qū)段在同一平面上且相互平行。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)向輪兩側(cè)邊沿設(shè)有突起的輪緣，用于對絲狀試樣定位。

優(yōu)選地，所述活動夾塊與所述擋塊之間的夾持面具有防滑紋。

優(yōu)選地，所述活動夾塊與所述擋塊的外觀形狀和尺寸相同。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的用于絲狀材料拉伸試驗的夾具，打破了絲狀試樣使用圓盤鎖緊或使用鉗口夾緊的常規(guī)思路，利用導(dǎo)向輪的相切位置關(guān)系以及導(dǎo)向輪突起的輪緣，并將繞過導(dǎo)向輪的絲狀試樣末端通過活動塊和擋塊之間的摩擦力夾緊，使絲狀試樣找到位置基準(zhǔn)的同時，保證絲狀試樣在試驗過程只受豎直方向的拉伸作用力，減小其他方向的切向力對軸向拉伸力的影響，避免發(fā)生歪斜跑偏等現(xiàn)象，也有效解決了試驗中絲狀材料容易在夾持處斷裂的問題；從而保證試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度，降低試驗人員操作難度，提高試驗人員操作效率。

本發(fā)明的用于絲狀材料拉伸試驗的夾具，可以針對不同材料和不同直徑的絲狀試樣進(jìn)行拉伸，絲狀試樣拆裝方便，無需使用其他工具，只需手動旋轉(zhuǎn)手柄即可安裝/拆卸，因此本夾具可以進(jìn)行系列化推廣，通過用戶提供的試樣尺寸進(jìn)行定制，適用范圍非常廣泛。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的絲狀材料拉伸試驗夾具的裝配示意圖；

圖2為本發(fā)明所提供的絲狀材料拉伸試驗夾具的正面示意圖；

圖3為本發(fā)明所提供的絲狀材料拉伸試驗夾具的側(cè)面示意圖；

圖4為夾具主體的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為夾具主體的正面示意圖；

圖6為夾具主體的側(cè)面示意圖；

圖7為導(dǎo)向輪的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為擋塊的正面示意圖；

圖9為擋塊的側(cè)面示意圖；

圖10為活動夾塊的正面示意圖；

圖11為活動夾塊的側(cè)面示意圖；

圖12為導(dǎo)軌棍的正面示意圖；

圖13為頂銷的正面示意圖；

圖14為手柄的結(jié)構(gòu)示意圖。

上述圖中：1：夾具主體；2：導(dǎo)向輪；3：試樣；4：活動夾塊；5：頂銷；6：擋塊；7：導(dǎo)軌棍；8：手柄。

具體實施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點及效果，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：

如圖1至圖3所示，本實施例提供了一種用于絲狀材料拉伸試驗的夾具，基于試驗機(jī)使用，用于進(jìn)行絲狀材料拉伸試驗，主要包括兩個夾具主體1、兩個導(dǎo)向輪2、兩個活動夾塊4、兩個頂銷5、兩個擋塊6和四個導(dǎo)軌棍7，這些部件組成結(jié)構(gòu)完全相同且相互形成中心對稱的上部夾具和下部夾具，即上部夾具和下部夾具均由一個夾具主體1、一個導(dǎo)向輪2、一個活動夾塊4、一個頂銷5、一個擋塊6和兩個導(dǎo)軌棍7組成。

結(jié)合圖4至圖6所示，夾具主體1用于固定和支撐導(dǎo)向輪2、活動夾塊4、頂銷5、擋塊6和導(dǎo)軌棍7。夾具主體1包括主板和側(cè)板，主板和側(cè)板均為平板結(jié)構(gòu)，側(cè)板位于主板外端一側(cè)并與主板相垂直，主板和側(cè)板的形狀均不做限定，加工成便于操作的形狀即可。上部夾具和下部夾具的兩個夾具主體1上下設(shè)置且中心對稱，兩個夾具主體1的主板位于同一平面。

結(jié)合圖7所示，導(dǎo)向輪2通過螺栓固定在夾具主體1的主板上，并與該夾具主體1的側(cè)板位于同側(cè)。上部夾具和下部夾具的兩個導(dǎo)向輪2具有豎直方向的公切面，且兩個導(dǎo)向輪2分設(shè)于該豎直公切線兩邊，該公切面與上部夾具和下部夾具的兩個導(dǎo)向輪2均相切。這樣，可以在拉伸過程中使絲狀試樣在兩個導(dǎo)向輪2之間沿豎直方向受軸向拉伸力，并且一端由上部夾具的導(dǎo)向輪2繞過、另一端由下部夾具的導(dǎo)向輪2繞過而進(jìn)行定位。導(dǎo)向輪2兩側(cè)邊沿設(shè)有突起的輪緣，輪緣對絲狀試樣起到定位作用，防止發(fā)生歪斜跑偏等現(xiàn)象。拉伸試驗時，絲狀試樣靠在兩個導(dǎo)向輪2的同側(cè)輪緣處，由兩個導(dǎo)向輪2的同側(cè)輪緣作為基準(zhǔn)面定位絲狀試樣，進(jìn)一步提高試驗準(zhǔn)確性，同時降低試驗人員的操作難度。

結(jié)合圖8和圖9所示，擋塊6通過上下兩個螺栓固定在夾具主體1的主板上，擋塊6為長方體結(jié)構(gòu)。兩個擋塊6設(shè)置于兩個導(dǎo)向輪2之間，并分別與所在同一夾具主體1上的導(dǎo)向輪2外側(cè)部分相接觸，以使絲狀試樣繞過導(dǎo)向輪2后能夠直接夾持于擋塊6和活動夾塊4之間?；顒訆A塊4設(shè)置于擋塊6外側(cè)，擋塊6與活動夾塊4的相對面形成夾持面，該夾持面與擋塊6所接觸的導(dǎo)向輪2外側(cè)相切，同時與兩個導(dǎo)向輪2的公切面平行。這樣，不僅絲狀試樣在兩個導(dǎo)向輪2之間只受豎直方向的拉伸作用力，絲狀試樣末端在夾持面上也只受豎直方向的拉伸作用力，盡可能的避免了其他方向的切向力對軸向拉伸力的影響，從而保證絲狀試樣裝卡后只有豎直拉伸力，顯著降低試驗誤差。

結(jié)合圖10和圖11所示，活動夾塊4平行設(shè)置在擋塊6外側(cè)，活動夾塊4和擋塊6的相對面用于夾緊繞過導(dǎo)向輪2的絲狀試樣?；顒訆A塊4和擋塊6的相對面均設(shè)有防滑斜紋，目的是提高夾持摩擦力，使絲狀試樣在拉伸過程中不易發(fā)生滑動?；顒訆A塊4與擋塊6的外觀尺寸相同，便于夾緊試樣時更加嚴(yán)密且美觀?；顒訆A塊4中心位置的孔為裝配軸承孔，與軸承間隙配合，且配有孔用擋圈的凹槽，防止軸承脫落。活動夾塊4兩端設(shè)置有螺紋孔，與夾具主體1的側(cè)板兩端預(yù)設(shè)的通孔同心，螺紋孔用于與導(dǎo)軌棍7固定連接。

結(jié)合圖12所示，兩根導(dǎo)軌棍7外端均為光軸，分別穿過夾具主體1的側(cè)板兩端預(yù)設(shè)的通孔，夾具主體1側(cè)板對導(dǎo)軌棍7起定位作用。兩個導(dǎo)軌棍7內(nèi)端均設(shè)置有螺紋，該螺紋分別旋擰于活動夾塊4兩端的螺紋孔中。通過與活動夾塊4的固定連接和與夾具主體1的側(cè)板的滑動連接，兩根導(dǎo)軌棍7垂直于夾持面設(shè)置，以達(dá)到對活動夾塊4的橫向位移有效限位的目的。

結(jié)合圖13和圖14所示，頂銷5設(shè)置有螺紋，與夾具主體1的側(cè)板中部螺紋孔連接；頂銷5內(nèi)端與活動夾塊4中的軸承過盈配合，保證軸承和頂銷5緊固。通過與活動夾塊4的固定連接和與夾具主體1的側(cè)板螺紋連接，頂銷5垂直于夾持面設(shè)置并能夠?qū)顒訆A塊4形成推動力。手柄8穿裝于頂銷5外端，當(dāng)轉(zhuǎn)動手柄8時，由于頂銷5與夾具主體1的側(cè)板通過螺紋連接，手柄8帶動頂銷5旋轉(zhuǎn)而使頂銷5推動活動夾塊4并向擋塊6方向發(fā)生位移，從而夾緊絲狀試樣。

試驗時，絲狀試樣拉伸于兩個導(dǎo)向輪2之間，一端由上部夾具的導(dǎo)向輪2繞過、另一端由下部夾具的導(dǎo)向輪2繞過，繞過導(dǎo)向輪2的絲狀試樣末端夾持在活動夾塊4與擋塊6之間。兩個導(dǎo)向輪2之間的絲狀試樣區(qū)段與兩個夾持在活動夾塊4和擋塊6之間的絲狀試樣區(qū)段在同一平面上且相互平行。

本發(fā)明的用于絲狀材料拉伸試驗的夾具，使用方法如下：

1)將本夾具安裝到試驗設(shè)備上；

2)將上部夾具和下部夾具對中；

3)通過手柄將兩個活動夾塊4分別松開，留出放置絲狀試樣的間隙；

4)將絲狀試樣由上部夾具和下部夾具之間分別繞過兩個導(dǎo)向輪2，并將絲狀試樣末端放置于活動夾塊4和擋塊6之間；

5)將絲狀試樣拉緊，使絲狀試樣緊靠在導(dǎo)向輪2的一側(cè)輪緣上；

6)使用手柄推動活動夾塊4夾緊絲狀試樣；

7)開始試驗。

盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。