慢应变速率拉伸试验夹具的制作方法

本发明涉及一种慢应变速率拉伸试验夹具，能够夹持不同形状的拉伸试样且能够较准确的安装试样，属于材料拉伸试验领域。

背景技术：

慢应变速率拉伸试验(SSRT)是对于一定环境下的试样，以缓慢的拉伸速率施加应力，直至试样断裂，以测定材料应力腐蚀断裂敏感性。慢应变速率拉伸试验是研究材料应力腐蚀的有效试验手段，在进行慢应变速率拉伸试验时，拉伸夹具对试验的结果至关重要。

但是传统试验室进行慢应变速率拉伸试验时存在以下问题：

1、通常根据不同的拉伸试样的形状如板状和圆柱状，而采用不同的夹具，而且对于不同板状的厚度通常也采用不同的夹具与之配合，这样浪费材料而且要频繁的更换夹具；

2、在安装试样时，一般会采用销连接固定拉伸试样，夹头空隙会比拉伸试样的厚度略大些，很难保证试样的安装位置与拉伸力方向完全重合，这很大程度上影响了拉伸试验结果；

3、通常带有螺纹的棒状拉伸试样与夹具通过螺纹连接，这样可能会导致连接处存在应力集中，可能会在螺纹连接处断裂，且旋转过程中可能会将试样损坏。

慢应变速率拉伸试验拉伸夹头因尽可能的适应不同形状的拉伸试样，因此有待于进一步改进。

技术实现要素：

为了克服现有慢应变速率拉伸试验时存在的上述缺陷，本发明提供一种安全性可靠、节约材料、能适应较多形状的拉伸试样、较准确的确认安装位置的慢应变速率拉伸试验夹具。

本发明采用的技术方案是：

慢应变速率拉伸试验夹具，包括结构相同的上夹具和下夹具，所述的上夹具和下夹具分别通过上端拉杆上的销槽固设在于试验机的机械销，所述的上夹具和下夹具上下对称布置，并且上夹具和下夹具之间形成供待测试样放入的夹持空间；其特征在于：

所述的上夹具中心处安装有发射方向向下的上激光发射器，所述的下夹具中心处安装有发射方向向上的下激光发射器，上激光发射器和下激光发射器的发射光线方向与拉伸力方向一致；

所述的上夹具和下夹具上具有用于容纳左、右夹槽的开口，所述的左、右夹槽位于开口内，且左、右夹槽的上下位置固定，左右位置通过调节装置可调。

进一步，所述的调节装置包括夹槽键、螺栓接头、旋转螺栓轴以及阶梯轴，所述的左、右夹槽上分别过盈配合有所述的夹槽键，所述的夹槽键可左右移动；所述的夹槽键的一端分别与左、右夹槽连接固定，另一端穿过上夹具或下夹具后与所述的螺栓接头固定连接，所述的螺栓接头的下部开设有螺栓孔，所述的旋转螺栓轴穿过螺栓孔且末端与阶梯轴连接，所述的左、右夹槽的左右位置确认时，螺栓轴的底部通过阶梯轴固定。

进一步，所述的左、右夹槽的上端均为圆弧形，所述的圆弧形用以夹持圆柱状试样。

进一步，所述的左、右夹槽上分别开设有夹槽孔，所述的上夹具和下夹具上对应夹槽孔的位置分别开设有夹具孔，所述的夹槽孔和夹具孔内插入固定销用以固定待测试样。

进一步，所述的夹槽孔与夹具孔高度与尺寸大小一致。

进一步，所述左、右夹槽之间可调节距离为2mm-15mm。

本发明所述上、下激光发射器通过发射激光点打在待测拉伸试样上，能够确定试样摆放的正确位置。

本发明利用可左右移动夹槽可以改变左、右夹槽之间的位置，从而能够适应不同厚度的板状试样；而且左、右夹槽上端是圆弧状可以夹住圆柱形试样，而且在进行圆柱形试样拉伸时，固定销同时插入左、右两边的夹槽孔、夹具孔，从而使得夹持处更加稳定，能够避免以往用螺栓连接方法拉伸圆柱形试样存在的弊端；通过激光发射器投射点位置，将试样中心点与激光投射点重合，从而更容易确定摆放位置；确认位置后，螺栓轴底部通过阶梯轴固定，从而左、右夹槽位置能够得到固定。

本发明的有益效果体现在：

1)、节约材料，能够适应不同厚度的板状拉伸试样，以及不同直径的圆柱形拉伸试样；

2)、能够通过激光发射器准确确认试样准备位置，使试验结果更加准确；

3)、能够避免以往用螺栓连接方法拉伸圆柱形试样存在的弊端。

4)、夹具结构简单，便于安装与拆卸。

附图说明

图1是本发明慢应变速率拉伸试验夹具的结构示意图。

图2是本发明慢应变速率拉伸试验夹具用于拉伸板状试样的示意图。

图3是本发明慢应变速率拉伸试验夹具用于拉伸圆柱形试样的示意图。

具体实施方式

参照图1至图3，慢应变速率拉伸试验夹具，包括结构相同的上夹具4和下夹具12，所述的上夹具4和下夹具12分别通过上端拉杆2上的销槽1固设在于试验机的机械销，所述的上夹具4和下夹具12上下对称布置，并且上夹具4和下夹具12之间形成供待测试样放入的夹持空间；

所述的上夹具4中心处安装有发射方向向下的上激光发射器3，所述的下夹具12中心处安装有发射方向向上的下激光发射器，上激光发射器3和下激光发射器的发射光线方向与拉伸力方向一致；

所述的上夹具4和下夹具12上具有用于容纳左、右夹槽101、102的开口，所述的左、右夹槽101、102位于开口内，且左、右夹槽101、102的上下位置固定，左右位置通过调节装置可调。

进一步，所述的调节装置包括夹槽键6、螺栓接头7、旋转螺栓轴8以及阶梯轴9，所述的左、右夹槽101、102上分别过盈配合有所述的夹槽键6，所述的夹槽键6可左右移动；所述的夹槽键6的一端分别与左、右夹槽101、102连接固定，另一端穿过上夹具4或下夹具12后与所述的螺栓接头7固定连接，所述的螺栓接头7的下部开设有螺栓孔，所述的旋转螺栓轴8穿过螺栓孔且末端与阶梯轴9连接，所述的左、右夹槽101、102的左右位置确认时，螺栓轴8的底部通过阶梯轴9固定。

进一步，所述的左、右夹槽101、102的上端均为圆弧形，所述的圆弧形用以夹持圆柱状试样。

进一步，所述的左、右夹槽101、102上分别开设有夹槽孔11，所述的上夹具4和下夹具12上对应夹槽孔的位置分别开设有夹具孔5，所述的夹槽孔11和夹具孔5内插入固定销13用以固定待测试样。

进一步，所述的夹槽孔11与夹具孔5高度与尺寸大小一致。

进一步，所述左、右夹槽101、102之间可调节距离为2mm-15mm。

本发明所述上、下激光发射器通过发射激光点打在待测拉伸试样上，能够确定试样摆放的正确位置。

本发明利用可左右移动夹槽可以改变左、右夹槽之间的位置，从而能够适应不同厚度的板状试样；而且左、右夹槽上端是圆弧状可以夹住圆柱形试样，而且在进行圆柱形试样拉伸时，固定销同时插入左、右两边的夹槽孔、夹具孔，从而使得夹持处更加稳定，能够避免以往用螺栓连接方法拉伸圆柱形试样存在的弊端；通过激光发射器投射点位置，将试样中心点与激光投射点重合，从而更容易确定摆放位置；确认位置后，螺栓轴底部通过阶梯轴固定，从而左、右夹槽位置能够得到固定。

本实施例进行圆柱形拉伸试样试验时，试样标距段与左、右夹槽距离约为2mm-4mm；进行板状试样拉伸试样时，试样与左、右夹槽距离为2-3mm，板状拉伸试样上的上下两连接孔的直径比固定销13的直径多1-2mm。

所述的夹槽键6可左右移动不可转动，且与左、右夹槽10以及螺栓接头7过盈配合。

实施例1

参考图2，应用本实施例夹具对板状拉伸试样14进行慢应变速率拉伸试验：板状拉伸试样14在拉伸前进行乙醇超声波清洗后自然干燥，检查慢应变速率拉伸试验机连接情况，确保接地。打开拉伸应用程序，将上下夹具分别通过拉杆与机器销连接固定，调节上下夹具间的距离使得上下两夹具的夹槽孔的距离约等于板状拉伸试样14上下两连接孔之间的距离，能够使得固定销横穿。打开上下夹具的激光发射器，激光点分别打在板状拉伸试样14的上沿和下沿，左右调节使得激光点打在上下沿的中心位置。调节旋转螺栓轴8使得左、右夹槽位于合适位置，左、右夹槽离板状拉伸试样的距离为2-3mm，在旋转螺栓轴底部安装阶梯轴使得左、右夹槽位置固定。调节好试验参数后，对试样开始加载荷，加载到200N时，点击开始试验。待试验拉伸断裂后，保存试验数据，关闭试验程序，取下断裂试样进行乙醇超声波清洗，自然干燥后密封保存，待进行微观表征。

实施例2,

参考图3，应用本实施例夹具对圆柱状拉伸试样17进行慢应变速率拉伸试验：试样在拉伸前进行乙醇超声波清洗后自然干燥，检查慢应变速率拉伸试验机连接情况，确保接地。打开拉伸应用程序，将上下两个夹具分别通过拉杆与机器销连接固定，调节上下夹具间的距离使得上下夹具的左、右夹槽正好夹住圆柱状拉伸试样的圆弧过度段。打开上下夹具的激光发射器，激光点分别打在圆柱状拉伸试样上沿和下沿，左右调节使得激光点打在上下沿的中心位置。调节四个螺栓轴使得夹槽左右移动，左、右夹槽离圆柱状拉伸试样的标距段距离为2-4mm，在左右螺栓轴底部安装阶梯轴使得夹槽位置固定。左、右夹槽孔和夹具孔内分别插入左固定销15和右固定销16对试样进行固定，夹持处更加稳定。调节好试验参数后，对试样开始加载荷，加载到200N时，点击开始试验。待试验拉伸断裂后，保存试验数据，关闭试验程序，取下断裂试样进行乙醇超声波清洗，自然干燥后密封保存，待进行微观表征。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。