专利名称：小尺寸管材环向拉伸夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及拉伸夹具，具体是指可以对小尺寸管材进行环向拉伸和蠕变等性能进行测试的小尺寸管材环向拉伸夹具。
背景技术：
测定管材力学性能需要获得管材拉伸的数据，特别是更能够代表管材胀形过程的管材环向拉伸性能。对小尺寸薄壁管材(如工业中常用的锆管、钛管等)实施环向拉伸，需要特定的拉伸夹具。为测定错管环向拉伸性能，1999年美国阿贡实验室对Zr-Nb管的环向拉伸性能作了研究，法国原子能委员会CEA也发表过相关文献，但都对锆管的环向拉伸做了测试研究， 其使用的拉伸夹具都没有具体设计。国内测量小尺寸管材环向拉伸方面的资料非常有限，其中采用的环向拉伸夹具也为自行设计。目前，还没有一种简单有效，较为精准的测试夹具。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能便捷使用，可解决小尺寸薄壁管环向拉伸实验中试样夹持、固定的问题的小尺寸管材环向拉伸夹具。本实用新型的实现方案如下小尺寸管材环向拉伸夹具，包括两个上、下对称设置且形状相同的夹体，以及与夹体进行销接的销杆。所述夹体主要由框架体、以及设置在框架体一端的两个夹板体构成，两个夹板体之间存在间隙，两个夹板体相对的面互相平行；且两个夹板体均开有销孔，销杆插设在销孔内，其销杆的轴线与两个夹板体相对的面垂直。所述销孔的形状与销杆的形状相匹配。销杆为柱状体，其至少一面为弧形面。销孔为一端开口的异型凹槽，其开口方向为框架体指向夹板体。异型凹槽为喇叭形凹槽，其开口处的宽度尺寸小于底面的宽度尺寸，且喇叭形凹槽的底面为与销杆弧形面相匹配的弧形底面。所述框架体远离夹板体的一端连接有试验机连接杆。所述试验机连接杆开有矩形带半圆端面长条通孔。本实用新型针对的测试客体为小尺寸薄壁管材环形试样，因此，为了匹配小尺寸薄壁管材环形试样的内径弧度，本实用新型采用至少一面为弧形面销杆作为夹持部分，将两个销杆插入小尺寸薄壁管材环形试样，然后通过销接的方式将两个销杆固定在销孔内，然后将试验机连接杆与试验机连接，启动试验机后，使得销杆对小尺寸薄壁管材环形试样施加压力，然后使得小尺寸薄壁管材环形试样变形。最后进行测算变形值。其中两个夹板体之间存在间隙，同时两个夹板体以及框架体构成一个可以放置小尺寸薄壁管材环形试样的管材放置凹槽，其两个夹板体之间存在间隙稍大于小尺寸薄壁管材环形试样的管长。采用高温合金制造上、下对称设置的夹体。测试环境条件为1000°C以下的环境均可使用，可在高温大气炉及气体环境试验箱中使用。销杆具有圆弧形表面，圆弧形表面的半径与小尺寸薄壁管材环形试样半径匹配。销杆侧面加工成一定角度的平面，销杆和夹板体可以穿插的形式组装，不涉及螺钉等紧固件。销杆可变换半径尺寸，从而满足不同半径的小尺寸薄壁管材环形试样。其具体的夹持和测试流程为(a)将销杆插入小尺寸薄壁管材环形试样上，调整好位置；(b)将销杆与框架体配套安装固定好，同时将试验机连接杆(11)与试验机相连；(c)安装高温炉等环境装置；(d)开动试验机，进行预拉伸，去除销杆与小尺寸薄壁管材环形试样之间的过余间隙；(e)启动试验机施加设定的速率或载荷，进行小尺寸管材环向拉伸/蠕变性能测试。其中，安装时，两根销杆保持轴线平行，穿过小尺寸薄壁管材环形试样的中心，使小尺寸薄壁管材环形试样的标距段处于销杆圆弧面外，保证拉伸或蠕变试验时环向变形集中在标距段内。本实用新型的优点在于可以有效地进行小尺寸管材环向拉伸试验，借助带弧度的销杆形状，既保证了试样与夹具间的良好配合，又能够获得更准确的标距段变形。矩形带半圆端面长条通孔代替了以往圆形通孔的形式，既满足具有圆形结合面的要求，且具有更大的空间，更易与试验机连接组装。夹具结构简单，且能够同时满足多种半径尺寸的管材，适用范围广。夹具安装便捷，具有较大的实用性。
图I为本实用新型中一个夹体的整体结构示意图。图2为本实用新型中销杆的结构示意图。图中的标号分别表示为1、夹体；2、销杆；11、试验机连接杆；12、矩形带半圆端面长条通孔；13、框架体；14、夹板体；15、管材放置凹槽；16、销孔；21、弧形面。
具体实施方式
实施例一如图1、2所示。小尺寸管材环向拉伸夹具，包括两个上、下对称设置且形状相同的夹体1，以及与夹体I进行销接的销杆2。所述夹体I主要由框架体13、以及设置在框架体13 —端的两个夹板体14构成，两个夹板体14之间存在间隙，两个夹板体14相对的面互相平行；且两个夹板体14均开有销孔16，销杆2插设在销孔16内，其销杆2的轴线与两个夹板体14相对的面垂直。所述销孔16的形状与销杆2的形状相匹配。销杆2为柱状体，其至少一面为弧形面21。销孔16为一端开口的异型凹槽，其开口方向为框架体13指向夹板体14。异型凹槽为喇叭形凹槽，其开口处的宽度尺寸小于底面的宽度尺寸，且喇叭形凹槽的底面为与销杆2弧形面相匹配的弧形底面。[0031]所述框架体13远离夹板体14的一端连接有试验机连接杆11。所述试验机连接杆11开有矩形带半圆端面长条通孔12。本实用新型针对的测试客体为小尺寸薄壁管材环形试样，因此，为了匹配小尺寸薄壁管材环形试样的内径弧度，本实用新型采用至少一面为弧形面21销杆2作为夹持部分，将两个销杆2插入小尺寸薄壁管材环形试样，然后通过销接的方式将两个销杆2固定在销孔16内，然后将试验机连接杆11与试验机连接，启动试验机后，使得销杆2对小尺寸薄壁管材环形试样施加压力，然后使得小尺寸薄壁管材环形试样变形。最后进行测算变形值。其中两个夹板体14之间存在间隙，同时两个夹板体14以及框架体13构成一个可以放置小尺寸薄壁管材环形试样的管材放置凹槽，其两个夹板体14之间存在间隙稍大于小尺寸薄壁管材环形试样的管长。采用高温合金制造上、下对称设置的夹体。测试环境条件为1000°C以下的环境均可使用，可在高温大气炉及气体环境试验箱中使用。销杆具有圆弧形表面，圆弧形表面的半 径与小尺寸薄壁管材环形试样半径匹配。销杆侧面加工成一定角度的平面，销杆和夹板体可以穿插的形式组装，不涉及螺钉等紧固件。销杆可变换半径尺寸，从而满足不同半径的小尺寸薄壁管材环形试样。其具体的夹持和测试流程为(a)将销杆插入小尺寸薄壁管材环形试样上，调整好位置；(b)将销杆与框架体13配套安装固定好，同时将试验机连接杆11与试验机相连；(c)安装高温炉等环境装置；(d)开动试验机，进行预拉伸，去除销杆与小尺寸薄壁管材环形试样之间的过余间隙；(e)启动试验机施加设定的速率或载荷，进行小尺寸管材环向拉伸/蠕变性能测试。其中，安装时，两根销杆保持轴线平行，穿过小尺寸薄壁管材环形试样的中心，使小尺寸薄壁管材环形试样的标距段处于销杆圆弧面外，保证拉伸或蠕变试验时环向变形集中在标距段内。如上所述，则能很好的实现本实用新型。
权利要求1.小尺寸管材环向拉伸夹具，其特征在于包括两个上、下对称设置且形状相同的夹体(I )，以及与夹体(I)进行销接的销杆(2)。
2.根据权利要求I所述的小尺寸管材环向拉伸夹具，其特征在于所述夹体(I)主要由框架体(13)、以及设置在框架体(13)—端的两个夹板体(14)构成，两个夹板体(14)之间存在间隙，两个夹板体(14)相对的面互相平行；且两个夹板体(14)均开有销孔(16)，销杆(2)插设在销孔(16)内，其销杆(2)的轴线与两个夹板体(14)相对的面垂直。
3.根据权利要求2所述的小尺寸管材环向拉伸夹具，其特征在于所述销孔(16)的形状与销杆(2)的形状相匹配。
4.根据权利要求2所述的小尺寸管材环向拉伸夹具，其特征在于销杆(2)为柱状体，其至少一面为弧形面(21)。
5.根据权利要求4所述的小尺寸管材环向拉伸夹具，其特征在于销孔(16)为一端开口的异型凹槽，其开口方向为框架体(13)指向夹板体(14)。
6.根据权利要求5所述的小尺寸管材环向拉伸夹具，其特征在于异型凹槽为喇叭形凹槽，其开口处的宽度尺寸小于底面的宽度尺寸，且喇叭形凹槽的底面为与销杆(2)弧形面相匹配的弧形底面。
7.根据权利要求2-6中任意一项所述的小尺寸管材环向拉伸夹具，其特征在于所述框架体(13)远离夹板体(14)的一端连接有试验机连接杆(11)。
8.根据权利要求7所述的小尺寸管材环向拉伸夹具，其特征在于所述试验机连接杆(11)开有矩形带半圆端面长条通孔(12)。
专利摘要本实用新型公开了小尺寸管材环向拉伸夹具，包括两个上、下对称设置且形状相同的夹体，以及与夹体进行销接的销杆。本实用新型的优点在于可以有效地进行小尺寸管材环向拉伸试验，借助带弧度的销杆形状，既保证了试样与夹具间的良好配合，又能够获得更准确的标距段变形。矩形带半圆端面长条通孔代替了以往圆形通孔的形式，更易与试验机的连接组装。夹具结构简单，且能够同时满足多种半径尺寸的管材，适用范围广。夹具安装便捷，具有较大的实用性。
文档编号G01N3/04GK202693413SQ20122032425
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者闫萌, 彭倩, 尹祁伟, 戴训, 梁波, 刘鸿, 邱军, 王朋飞, 王莹, 杨晓雪 申请人:中国核动力研究设计院
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