一种用于CT在位弯曲力学性能测试的四点弯曲试验夹具

一种用于ct在位弯曲力学性能测试的四点弯曲试验夹具
技术领域
1.本发明属于力学试验器具技术领域，具体涉及一种用于ct在位弯曲力学性能测试的四点弯曲试验夹具。


背景技术：

2.夹具是指机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置，又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。夹具通常由定位元件(确定工件在夹具中的正确位置)、夹紧装置、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置(使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类)、连接元件以及夹具体(夹具底座)等组成。
3.在力学试验领域，夹具占据了至关重要的位置，力学试验夹具可以通过夹持试件帮助测量试件各个方向的的力学性能。
4.x射线断层扫描仪应用于力学试验中，可以无损、原位、连续地进行监测与跟踪，并且能够提供大量的试验数据。现有技术中，传统弯曲试验夹具均为水平方向卧式夹具，无法消除水平安装的大纵横比试件引起的对比度问题，且当进行x射线断层扫描时，试件部分被遮挡，因而无法对整个试件进行扫描，导致无法直接观察材料完整的微观结构演变。因此设计适用于x射线断层扫眉的垂直方向弯曲试验夹具是开展弯曲力学试验的关键问题。


技术实现要素：

5.本发明公开了一种用于ct在位弯曲力学性能测试的四点弯曲试验夹具，主要用于高温工况下，执行x射线扫描的四点弯曲试验。
6.本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
7.本发明公开了一种用于ct在位弯曲力学性能测试的四点弯曲试验夹具，包括上夹板，圆螺母，连接圆柱头，单头连接螺栓，销钉，紧定螺钉，下夹板及连接肋板；
8.所述上夹板及所述下夹板均有螺纹通孔，所述上夹板通过单头连接螺栓与下夹板连接，所述上夹板上方通过圆螺母锁紧，试件两侧端面与上夹板贴合，实现试件水平方向定位，通过试件的水平方向对称轴与上夹板对称面重合，使得试件位于夹具中心位置，保证试件前后两端面与上夹板前后端面距离相同，通过上夹板的伸出端与下夹板的伸出端与试件上下端面贴合，实现试件竖直方向的定位；
9.所述连接螺栓与所述圆螺母的配合可起到夹紧的作用；两侧连接肋板通过销钉与下夹板连接；每个连接肋板上方均带有四个螺纹通孔，两侧连接肋板通过四个紧定螺钉与连接圆柱头连接；连接圆柱头两端带有三角螺纹，通过连接圆柱头的螺纹旋合可将四点弯曲试验夹具与试验机连接。
10.有益效果
11.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
12.1.本发明可以实现高温工况下的试件弯曲性能测试。
13.2.本发明上下夹板采用螺栓连接，可对试验尺寸进行调整，便于对不同高度、长度以及宽度尺寸的试件进行性能测试，通过螺纹连接可对试件进行精准定位，且结构简单、紧凑。
14.3.本发明采用x射线断层扫描，可在跨越样品环境规定变化的多个时间步骤中直接观察材料的微观结构演变。
15.4.本发明为竖直方向立式夹具，将加载级的垂直线性运动转换为施加到试件两端的对称弯曲力矩。可有效消除水平安装的大纵横比试件引起的对比度问题。
16.5.本发明可通过x射线断层扫描从多个角度全方位拍摄试件照片，便于计算重建试件内部结构的三维图像，从而测试试件的性能。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
18.图1是本发明的试验夹具整体示意图；
19.图2是本发明的试验夹具结构俯视图；
20.图3是本发明的试验夹具结构正视图；
21.图4是本发明的试验夹具结构侧视图；
22.图5是本发明的试验夹具三维模型图。
23.图中：1-上夹板；2-圆螺母；3-连接圆柱头；4-单头连接螺栓；5-销钉；6-紧定螺钉；7-试件；8-下夹板；9-连接肋板。
具体实施方式
24.为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
25.如附图1所示，一种用于ct在位弯曲力学性能测试的四点弯曲试验夹具，包括上夹板1，圆螺母2，连接圆柱头3，单头连接螺栓4，销钉5，紧定螺钉6，下夹板8及连接肋板9；上下夹板均有螺纹通孔，上夹板1通过单头连接螺栓4与下夹板8连接，上夹板1上方通过圆螺母2锁紧，试件7两侧断面与上夹板1贴合，实现试件7水平方向定位，通过试件7的水平方向对称轴与上夹板1对称面重合，使得试件7位于夹具中心位置，保证试件7前后两端面与上夹板1前后端面距离相同，通过上夹板1的伸出端与下夹板8的伸出端与试件7上下断面贴合，实现试件7竖直方向的定位。连接螺栓4与圆螺母2的配合可起到夹紧的作用。两侧连接肋板9通过销钉5与下夹板8连接。每个连接肋板9上方均带有四个螺纹通孔，两侧连接肋板9通过四个紧定螺钉6与连接圆柱头3连接。连接圆柱头3两端带有三角螺纹，通过连接圆柱头3的螺纹旋合可将四点弯曲试验夹具与试验机连接。
26.本用于ct在位弯曲力学性能测试的试验夹具的使用方法包括以下步骤：
27.(1)首先将单侧连接圆柱头3与试验机上的螺纹孔进行垂直方向旋合拧紧，使得单侧连接圆柱头3固定在试验机上，从而实现单侧连接圆柱头3的精准定位；
28.(2)将单侧连接肋板9的螺纹孔与连接圆柱头3的螺纹孔对齐，用四个紧定螺钉6连接连接肋板9与连接圆柱头3，并通过扳手拧紧，从而实现连接肋板9的固定。
29.(3)将下夹板8的孔与单侧连接肋板9的孔对齐，通过销钉5连接下夹板8与连接肋板9，实现下夹板8的定位。
30.(4)将上夹板1插入下夹板8的方形孔中，并将试件竖直放置于上下夹板之间，并使试件的两端面与上夹板1侧面贴合，调整试件7位置，使得试件7位于夹具中心，前后两端面与上夹板1前后端面距离相同，调整上夹板1位置，使得试件两侧面分别与上夹板1伸出端和下夹板伸出端贴合，从而实现试件7的定位。
31.(5)将连接螺栓4插入上下夹板的螺纹孔中，并通过圆螺母2进行固定并预紧，增强连接的可靠性与紧密性，从而实现上下夹板的精准定位。
32.(6)调整连接螺栓4与圆螺母2位置，使得上夹板1一端圆弧面与试件7表面贴合，同时下夹板8一端圆弧面与试件7另一表面贴合，从而实现试件7的夹紧。
33.(7)试件7外侧从内到外依次安装加热筒、保温筒、加热线圈，通过线圈进行快速加热，保温筒对试件7起到保温隔热的作用。
34.(8)对试件7进行垂直单轴加载，从而将加载的垂直线性运动转换为施加到试件7两端的对称弯曲力矩，加载的同时外加x射线，便于观察加载过程中试件7的微观结构演变。
35.以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。其它结构和原理与现有技术相同，这里不再赘述。


技术特征：
1.一种用于ct在位弯曲力学性能测试的四点弯曲试验夹具，用于夹持试件(7)，其特征在于：包括上夹板(1)，圆螺母(2)，连接圆柱头(3)，单头连接螺栓(4)，销钉(5)，紧定螺钉(6)，下夹板(8)及连接肋板(9)；所述上夹板(1)及所述下夹板(8)均有螺纹通孔，所述上夹板(1)通过单头连接螺栓(4)与下夹板(8)连接，所述上夹板(1)上方通过圆螺母(2)锁紧，试件(7)两侧端面与上夹板(1)贴合，实现试件(7)水平方向定位，通过试件(7)的水平方向对称轴与上夹板(1)对称面重合，使得试件(7)位于夹具中心位置，保证试件(7)前后两端面与上夹板(1)前后端面距离相同，通过上夹板(1)的伸出端与下夹板(8)的伸出端与试件(7)上下端面贴合，实现试件(7)竖直方向的定位；所述连接螺栓(4)与所述圆螺母(2)的配合可起到夹紧的作用；两侧连接肋板(9)通过销钉(5)与下夹板(8)连接；每个连接肋板(9)上方均带有四个螺纹通孔，两侧连接肋板(9)通过四个紧定螺钉(6)与连接圆柱头(3)连接；连接圆柱头(3)两端带有三角螺纹，通过连接圆柱头(3)的螺纹旋合可将四点弯曲试验夹具与试验机连接。

技术总结
本发明属于力学试验器具技术领域，具体涉及一种用于CT在位弯曲力学性能测试的四点弯曲试验夹具。本发明公开了一种用于CT在位弯曲力学性能测试的试验夹具，包括上夹板，圆螺母，连接圆柱头，单头连接螺栓，销钉，紧定螺钉，下夹板及连接肋板；所述上夹板及所述下夹板均有螺纹通孔，所述上夹板通过单头连接螺栓与下夹板连接，所述上夹板上方通过圆螺母锁紧，试件两侧端面与上夹板贴合，实现试件水平方向定位，通过试件的水平方向对称轴与上夹板对称面重合，使得试件位于夹具中心位置，保证试件前后两端面与上夹板前后端面距离相同，通过上夹板的伸出端与下夹板的伸出端与试件上下端面贴合，实现试件竖直方向的定位。本发明为竖直方向立式夹具，将加载级的垂直线性运动转换为施加到试件两端的对称弯曲力矩。可有效消除水平安装的大纵横比试件引起的对比度问题。平安装的大纵横比试件引起的对比度问题。平安装的大纵横比试件引起的对比度问题。


技术研发人员：陈彦飞 吴静 方岱宁
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2022.07.29
技术公布日：2022/10/18