一种棒状试样持久蠕变试验用夹持装置的制作方法

本发明涉及力学性能试验夹持工具，具体为一种棒状试样持久蠕变试验用夹持装置。

背景技术：

持久/蠕变试验是测定材料在高温长时间载荷作用下材料断裂抗力/变形抗力的一种高温力学性能试验。对许多高温零件，如锅炉中的过、再热器管等，不仅需要良好的短时拉伸性能、优异的抗氧化性能，还需要在服役过程中承载一定的应力，这就需要有良好的高温持久/蠕变性能。为了获得材料的持久/蠕变性能，必须进行长时间的实验。持久/蠕变试验机加热炉一般均较长，除被测试样外，整个夹持装置的绝大部分在整个试验过程中都处于高温加热的状态。目前，棒状持久蠕变试样多通过螺纹结构的夹具进行装夹、固定，虽然能保证较好的同轴度，但拆卸较为不便，特别是在经过高温高压长期间服役后会出现烧结、氧化等现象，严重时只有破坏夹持装置才能在试验结束后取下夹具及试样，这不但会有可能在取试样的过程中损坏试样，也会对夹持装置造成不可逆的损害，使得其无法再次利用，大幅度提高试验的成本。此外，此类实验对同轴度的要求较高，由于试验机上下试样夹持装置的设计、加工、装配以及使用等多方面的因素，不可避免地存在同轴度定位误差。由同轴度定位误差的影响在材料的持久/蠕变试验中，会在试验承受正应力的同时因弯曲产生附加应力，如弯曲正应力和弯曲剪应力等，从而影响到试验结果的准确性。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种棒状试样持久蠕变试验用夹持装置，结构简单，易于加工，夹持快速，在能够保证同轴度的前提下尽可能实现灵活装夹并减少高温下夹持装置的粘连问题，降低测试成本，提高试验效率和测试结果的准确性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种棒状试样持久蠕变试验用夹持装置，包括对称固定在被测棒状试样两端的夹持单元；所述的夹持单元包括夹具和拉杆；所述的夹具一端通过螺纹连接与被测棒状试样连接固定，另一端通过销连接与拉杆的一端连接，拉杆的另一端与持久蠕变试验机主体相连。

优选的，夹具与被测棒状试样的固定端呈棒状设置，且沿轴线设置有与被测棒状试样匹配的内螺纹。

优选的，夹具与拉杆的连接端呈板状设置，拉杆的连接端设置有与板状结构间隙配合的连接槽口；最大配合间隙不超过0.5mm。

进一步，夹具的销孔为圆销孔，拉杆上对应的销孔为腰圆销孔；定位销依次穿过连接槽口一侧的腰圆销孔、圆孔和连接槽口另一侧的腰圆销孔连接夹具和拉杆；腰圆销孔的宽度不小于定位销的直径，二者的绝对差值不超过0.1mm。

优选的，拉杆呈棒状设置，其伸出端设置有连接持久蠕变试验机的外螺纹。

优选的，夹持单元均由高温合金GH37制成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明所述的夹持装置，通过螺纹连接保证了被测棒状试样的同轴性，并且不需要现有的被测棒状试样进行结构改变，能够直接使用，对称的设置也保证了其使用的灵活性；同时配合销连接的拉杆，能够在试验前后均能进行快速灵活的装夹，结构简单，在保证同轴度的前提下确保试验顺利进行，并可在试验结束后顺利分离上夹具与上拉杆以及下夹具与下拉杆，大大提高拆卸不便的问题；尽可能减少夹持装置烧结、粘连的现象发生进而加强夹持装置的重复利用率。

进一步的，利用棒状设置的连接端，配合内螺纹的连接方式，使得连接部位不会直接受到烧结和氧化，棒状结构的径向均匀性使得连接部位不会发生特异性的变形，保证了拆卸的方便性和装置的利用率，更好的保证了加持和作用效果。

进一步的，利用板状结构和连接槽口形成的插板和插口结构，能够快速的进行连接，即使是受到了烧结和氧化，也能沿着连接槽口的方向快速的对被测棒状试样进行拆卸。

进一步的，通过配合关系的限定，以及材料的选择，均在保证加持稳定性的同时提高了装置的精度，保证了试验同轴性和对夹持要求的满足。

附图说明

图1为本发明进行加持时的结构示意图。

图2为图1中上部分加持装置的剖面图。

图3为本发明实例中所述夹具的局部剖视图。

图中：1、上夹具，2、被测试样，3、下夹具，4、上拉杆，5、下拉杆，6、上定位销，7、下定位销。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种棒状试样持久蠕变试验用夹持装置，如图1所示，其包括上拉杆4、下拉杆5、上夹具1、下夹具3、上定位销6和下定位销7，被测棒状试样2连接在上夹具1和下夹具3之间，上拉杆4与下拉杆5对称设置，上夹具1与下夹具3对称设置，上定位销6与下定位销7对称设置。

其中，上夹具1上端为板状结构，通过上定位销6与上夹具1实现连接；上夹具1下端为棒状螺纹杆，被测试样2通过上夹具1下端的内螺纹与上夹具1实现连接；上夹具1上端和下端通过机械倒圆的方式结合；

上拉杆4下端开有与上夹具1上端板状结构形状相对应的连接槽口，连接槽口与上夹具1上端板状结构之间呈间隙配合，最大间隙不超过0.5mm；

上拉杆4的销孔呈由一个长方形加两个半圆组成的腰圆孔，上定位销6为棒状，腰圆孔的宽度大于等于上定位销6的直径，二者的绝对差值不超过0.1mm。

本发明中的夹持装置结构简单、易于加工，可在保证同轴度的前提下确保试验顺利进行，并尽可能实现灵活装夹，并解决在高温下夹持装置的粘连问题，从而降低测试成本，提高试验效率。

具体的，如图1-3所示。本发明所述的夹持装置由高温合金GH37制作，由上拉杆4、下拉杆5、上夹具1、下夹具3、上定位销6、下定位销7和被测棒状试样2组成，其中上拉杆4与下拉杆5对称设置，上夹具1与下夹具3对称设置，上定位销6与下定位销7对称设置。上夹持1上端呈板状结构，上拉杆4通过上定位销6与上夹具实现连接；上夹具1下端为螺纹杆，所述被测试样2通过上夹具1下端的内螺纹与之实现连接；上拉杆4下端开有与上夹具1上端板状结构形状相对应的空腔，空腔与上夹具1上端板状结构之间呈间隙配合，间隙为0.20mm；上夹具1的销孔呈平椭圆状，上定位销为棒状，其中，定位销尺寸为10.00mm，销孔短轴尺寸为10.02mm，二者的绝对差值为0.02mm。