一种用于金属薄板轴向拉压疲劳试验的防屈曲装置

本发明涉及金属材料疲劳试验，具体而言，涉及一种用于金属薄板轴向拉压疲劳试验的防屈曲装置。

背景技术：

1、近年来，随着交通运输、航空航天等领域的迅速发展，金属薄板作为一种重要的原材料广泛应用于各类载运工具主体的制造。但是用于疲劳试验的金属薄板试验厚度方向尺寸小，有较大细长比，且刚度小，在承受拉压循环载荷时，易发生厚度方向的侧向屈曲失稳现象，在持续循坏载荷的作用下，试样将会出现沿着厚度方向的屈曲变形，导致试样失效，进而影响试验结果和试验安全。

2、为此，标准gb/t 26077-2010《金属材料疲劳试验轴向应变控制方法》中提出了一种防屈曲装置，主要是由两块夹板贴合并夹持于试样沿厚度方向的正反两侧，并通过紧固螺栓锁紧在试样上，在夹板与试样间采用聚四氟乙烯薄膜或氮化硼粉末干燥润滑剂等进行润滑，在试验过程中约束试样沿厚度方向的变形，从而达到防屈曲的目的。然而，上述防屈曲装置并不能释放在试验过程中试样的轴向约束，且在拧紧紧固螺栓以紧固防屈曲装置时，当紧固螺栓扭矩过大时，装置与试样间摩擦力增大，阻碍试样轴向上的变形，且轴向加载力与试样实际受到的轴向力之间产生误差，影响试验结果准确性；当紧固螺栓扭矩过小时，装置与试样间摩擦力变小，装置易与试样发生相对滑动，引发危险。

3、经检索，公开号为cn205749099u的中国专利文献公开了一种冷轧薄板低周疲劳试验抗屈曲装置，该装置通过将两侧夹板分别设计成包含长抗屈曲板和短抗屈曲板的分体式结构，释放了防屈曲装置对试样轴向位移的约束，可以降低防屈曲装置和试样之间的摩擦力对试验结果的影响。然而，上述专利文献中长抗屈曲板和短抗屈曲板的连接位置位于试样中部的变形部，在长、短抗屈曲板与疲劳试样的接触过程中，其棱边容易对试样中部最小截面的薄弱部位造成磨损并形成磨蚀点，进一步诱发形成疲劳裂纹源，降低试样寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于金属薄板轴向拉压疲劳试验的防屈曲装置，以至少克服现有能够释放试样轴向约束的防屈曲装置所存在的易造成试样中部磨损以形成磨蚀点，进而诱发形成疲劳裂纹源的技术问题。

2、本发明的目的通过以下技术方案实现：

3、一种用于金属薄板轴向拉压疲劳试验的防屈曲装置，包括试样以及两组夹板组，所述试样沿其长度方向依次包括第一夹持部、变形部以及第二夹持部，两组所述夹板组分别夹持在试样的正反两面，所述夹板组包括长夹板和短夹板，所述长夹板和短夹板均呈t形结构，所述长夹板包括长翼板和长腹板，所述短夹板包括短翼板和短腹板，所述长翼板夹持于第一夹持部，所述短翼板夹持于第二夹持部，所述长腹板夹持于变形部；

4、所述长腹板的自由端设置有承载台阶，所述短腹板承载于承载台阶上，所述承载台阶的上方设置有限位部，所述限位部沿长腹板的长度方向延伸，所述短腹板上开设有与限位部适配的限位槽，所述限位部容置于限位槽内，所述长腹板的长度不小于变形部的长度。

5、在一些可能的实施例中，所述长翼板的两端均开设有第一固定孔，所述短翼板的两端均设置有延伸部，所述延伸部朝长翼板所在方向延伸，所述延伸部上开设有多个第二固定孔，多个所述第二固定孔沿延伸部的长度方向依次设置，所述第一固定孔和第二固定孔内均设置有紧固螺栓。

6、在一些可能的实施例中，所述第二固定孔的数量为两个。

7、在一些可能的实施例中，所述短腹板的自由端与长腹板的自由端之间、所述限位部的自由端与限位槽最内侧的内壁之间均预留有间隙。

8、在一些可能的实施例中，所述长腹板的宽度不大于变形部的最小宽度。

9、在一些可能的实施例中，所述长腹板的底面开设有安装槽，所述安装槽沿长腹板的长度方向延伸，所述安装槽内嵌设有润滑块。

10、在一些可能的实施例中，所述安装槽呈t形结构，所述润滑块包括弹性部和润滑部，所述弹性部与安装槽适配且嵌设于安装槽内，所述润滑部设置于弹性部的底部。

11、在一些可能的实施例中，所述弹性部采用聚酯橡胶制成，所述润滑部采用聚四氟乙烯制成。

12、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

13、1、本发明在现有防屈曲装置的基础上，通过对长夹板以及短夹板的结构进行改进，并优化长夹板与短夹板之间的联结方式，使得长夹板与短夹板之间形成互补的啮合结构，同时限定长夹板的长腹板的长度不小于试样的变形部的长度，在实际试验过程中能够避免防屈曲装置对试样的变形部造成磨蚀，从而尽可能的避免疲劳裂纹源的产生，确保试验能够持续可靠的进行，且能够有效提高试验结果的准确性。

14、2、本发明通过在短翼板的端部设置朝长翼板所在方向延伸的延伸部，并在延伸部上开设相应的第二固定孔，提高了利用紧固螺栓锁紧两组夹板组的短夹板时的锁紧效果，并能够保证防屈曲装置施加给试样的变形部的夹紧力足够大，进一步提高了在进行拉压疲劳试验时试样的稳定性。

15、3、本发明通过增设厚度更厚的润滑块作为防屈曲装置的润滑结构，能够避免在进行多次拉压疲劳试验的过程中反复更换润滑结构，提高了该防屈曲装置的实用性，与此同时，通过进一步改进润滑块的结构，在试验过程中能够尽可能的使得润滑部始终与试样的表面接触，避免出现润滑作用失效的情况，在确保试验能够顺利进行的基础上能够在一定程度上提高最终试验结果的准确性。

技术特征：

1.一种用于金属薄板轴向拉压疲劳试验的防屈曲装置，包括试样以及两组夹板组，所述试样沿其长度方向依次包括第一夹持部、变形部以及第二夹持部，两组所述夹板组分别夹持在试样的正反两面，所述夹板组包括长夹板和短夹板，所述长夹板和短夹板均呈t形结构，所述长夹板包括长翼板和长腹板，所述短夹板包括短翼板和短腹板，所述长翼板夹持于第一夹持部，所述短翼板夹持于第二夹持部，所述长腹板夹持于变形部，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的用于金属薄板轴向拉压疲劳试验的防屈曲装置，其特征在于，所述长翼板的两端均开设有第一固定孔，所述短翼板的两端均设置有延伸部，所述延伸部朝长翼板所在方向延伸，所述延伸部上开设有多个第二固定孔，多个所述第二固定孔沿延伸部的长度方向依次设置，所述第一固定孔和第二固定孔内均设置有紧固螺栓。

3.根据权利要求2所述的用于金属薄板轴向拉压疲劳试验的防屈曲装置，其特征在于，所述第二固定孔的数量为两个。

4.根据权利要求1所述的用于金属薄板轴向拉压疲劳试验的防屈曲装置，其特征在于，所述短腹板的自由端与长腹板的自由端之间、所述限位部的自由端与限位槽最内侧的内壁之间均预留有间隙。

5.根据权利要求1所述的用于金属薄板轴向拉压疲劳试验的防屈曲装置，其特征在于，所述长腹板的宽度不大于变形部的最小宽度。

6.根据权利要求1所述的用于金属薄板轴向拉压疲劳试验的防屈曲装置，其特征在于，所述长腹板的底面开设有安装槽，所述安装槽沿长腹板的长度方向延伸，所述安装槽内嵌设有润滑块。

7.根据权利要求6所述的用于金属薄板轴向拉压疲劳试验的防屈曲装置，其特征在于，所述安装槽呈t形结构，所述润滑块包括弹性部和润滑部，所述弹性部与安装槽适配且嵌设于安装槽内，所述润滑部设置于弹性部的底部。

8.根据权利要求7所述的用于金属薄板轴向拉压疲劳试验的防屈曲装置，其特征在于，所述弹性部采用聚酯橡胶制成，所述润滑部采用聚四氟乙烯制成。

技术总结
本发明涉及金属材料疲劳试验技术领域，提供了一种用于金属薄板轴向拉压疲劳试验的防屈曲装置，包括试样以及分别夹持在试样的正反两面的两组夹板组，夹板组包括长夹板和短夹板，长夹板包括长翼板和长腹板，短夹板包括短翼板和短腹板，长腹板的自由端设置有承载台阶，短腹板承载于承载台阶上，承载台阶的上方设置有限位部，短腹板上开设有与限位部适配的限位槽，限位部容置于限位槽内，长腹板的长度不小于变形部的长度。本发明通过对长夹板以及短夹板的结构进行改进，使得长夹板与短夹板之间形成互补的啮合结构，同时限定长夹板的长腹板的长度不小于试样的变形部的长度，在实际试验过程中能够避免防屈曲装置对试样的变形部造成磨蚀。

技术研发人员：杨冰,黄勉,王远志,肖守讷,阳光武,朱涛,王明猛,陈东东,邓永权
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12