專利名稱：一種等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測試裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置。
背景技術(shù)：
近年來，納米壓痕技術(shù)作為原位及納米級局部的力學(xué)分析技術(shù)被提出來，目前已廣泛用于測量材料的硬度、彈性模量以及殘余應(yīng)力等。但是，納米壓痕法并不能直接“壓”出殘余應(yīng)力值，需要尋找出壓痕參數(shù)與殘余應(yīng)力之間的關(guān)系最終推導(dǎo)出殘余應(yīng)力公式。推導(dǎo)公式時(shí)，需要大量的不同的殘余應(yīng)力值。因此如何對無應(yīng)力材料施加一定的殘余應(yīng)力，可以隨意地控制所施加應(yīng)力的大小，并且可以同時(shí)施加壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，成為人們亟需解決的重要技術(shù)問題。但是，現(xiàn)有的殘余應(yīng)力施加裝置只能單獨(dú)地得到壓應(yīng)力或拉應(yīng)力，并且壓應(yīng)力的施加裝置不可以控制所施加應(yīng)力的大小，還必須對試樣進(jìn)行切割破壞才可以獲得壓應(yīng)力。因此，如何提供等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，以使得所施加的應(yīng)力可控，且不會對試樣造成破壞，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的重要技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，以使得所施加的應(yīng)力可控，且不會對試樣造成破壞。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，包括上夾具，其具有第一壓圈；與所述上夾具螺紋連接的下夾具，其具有第二壓圈，所述第一壓圈與所述第二壓圈同軸布置，且直徑不同。優(yōu)選地，在上述等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置中，所述第一壓圈的直徑大于所述第二壓圈的直徑。 優(yōu)選地，在上述等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置中，所述上夾具為圓形結(jié)構(gòu)，且所述第一壓圈設(shè)置于所述上夾具的中心；所述下夾具為圓形結(jié)構(gòu)，且所述第二壓圈設(shè)置于所述下夾具的中心。優(yōu)選地，在上述等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置中，所述上夾具具有第一外環(huán)配合部，所述第一外環(huán)配合部的外圈設(shè)有外螺紋，所述下夾具具有第二外環(huán)配合部，所述第二外環(huán)配合部的內(nèi)圈設(shè)有與所述外螺紋配合的內(nèi)螺紋。優(yōu)選地，在上述等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置中，所述第一外環(huán)配合部和所述第一壓圈向同一方向延伸，且所述第一壓圈的高度低于所述第一外環(huán)配合部的高度；所述第二外環(huán)配合部和所述第二壓圈向同一方向延伸。優(yōu)選地，在上述等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置中，所述上夾具設(shè)有第一延伸孔，所述第一延伸孔位于所述第一壓圈的內(nèi)側(cè)；
所述下夾具設(shè)有第二延伸孔，所述第二延伸孔位于所述第二壓圈的內(nèi)側(cè)。優(yōu)選地，在上述等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置中，還包括第一手柄，其具有操作把手和設(shè)置于所述操作把手上的至少兩個(gè)銷軸，所述上夾具上設(shè)有與所述銷軸配合的定位孔。優(yōu)選地，在上述等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置中，還包括第二手柄，其具有操作把手和設(shè)置于所述操作把手上的至少兩個(gè)銷軸，所述下夾具上設(shè)有與所述銷軸配合的定位孔。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，使用時(shí)，將試片置于上夾具和下夾具之間，然后通過旋緊上、下夾具，使得第一壓圈和第二壓圈對試片進(jìn)行壓緊。由于第一壓圈和第二壓圈同軸布置且直徑不同，引起通過第一壓圈和第二壓圈的不斷臨近，分別試片的中間位置和邊緣位置向相反的方向推進(jìn)，以完成測試。本發(fā)明可通過控制旋緊力的大小，對所施加的應(yīng)力進(jìn)行控制。本發(fā)明提供的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置， 可以同時(shí)獲得不同數(shù)值范圍的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，操作簡單，數(shù)值大小可控，為殘余應(yīng)力公式的推導(dǎo)提供了必備的條件。本發(fā)明克服了必須對試樣進(jìn)行切割才能獲得壓應(yīng)力的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)零破壞。利用該等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置對材料施加完應(yīng)力后，對其進(jìn)行納米壓痕試驗(yàn)， 可以建立壓痕參數(shù)與殘余應(yīng)力之間的關(guān)系，獲得殘余應(yīng)力計(jì)算模型。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的上夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的下夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一手柄的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的俯視圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二手柄的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6的俯視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開了一種等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，以使得所施加的應(yīng)力可控，且不會對試樣造成破壞。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。請參閱圖1-圖3，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的上夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的下夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例提供的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，包括上夾具1和下夾具2。其中，上夾具1具有第一壓圈12，下夾具2與上夾具1螺紋連接，其具有第二壓圈23，第一壓圈12 與第二壓圈23同軸布置，且直徑不同。本發(fā)明提供的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，使用時(shí)，將試片3置于上夾具1和下夾具 2之間，然后通過旋緊上、下夾具，使得第一壓圈12和第二壓圈23對試片3進(jìn)行壓緊。由于第一壓圈12和第二壓圈23同軸布置且直徑不同，引起通過第一壓圈12和第二壓圈23的不斷臨近，分別試片3的中間位置和邊緣位置向相反的方向推進(jìn)，以完成測試。本發(fā)明可通過控制旋緊力的大小，對所施加的應(yīng)力進(jìn)行控制。本發(fā)明提供的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置， 可以同時(shí)獲得不同數(shù)值范圍的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，操作簡單，數(shù)值大小可控，為殘余應(yīng)力公式的推導(dǎo)提供了必備的條件。本發(fā)明克服了必須對試樣進(jìn)行切割才能獲得壓應(yīng)力的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)零破壞。利用該等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置對材料施加完應(yīng)力后，對其進(jìn)行納米壓痕試驗(yàn)， 可以建立壓痕參數(shù)與殘余應(yīng)力之間的關(guān)系，獲得殘余應(yīng)力計(jì)算模型。在本實(shí)施例中，第一壓圈12的直徑大于第二壓圈23的直徑。第一壓圈12下壓試片3，第二壓圈23上頂試片3，以使得試片3在第二壓圈23區(qū)域的下側(cè)形成壓應(yīng)力區(qū)域，在第二壓圈23區(qū)域的上側(cè)形成拉應(yīng)力區(qū)域。上夾具1為圓形結(jié)構(gòu)，且第一壓圈12設(shè)置于上夾具1的中心；相應(yīng)的，下夾具2為圓形結(jié)構(gòu)，且第二壓圈23設(shè)置于下夾具2的中心。上夾具1具有第一外環(huán)配合部，第一外環(huán)配合部內(nèi)側(cè)形成試片3容納空間14，第一外環(huán)配合部的外圈設(shè)有外螺紋，下夾具2具有第二外環(huán)配合部，第二外環(huán)配合部內(nèi)側(cè)形成試片3容納空間21，第二外環(huán)配合部的內(nèi)圈設(shè)有與第一外環(huán)配合部的外螺紋配合的內(nèi)螺紋。第一外環(huán)配合部和第一壓圈12向同一方向延伸，且第一壓圈12的高度低于第一外環(huán)配合部的高度；第二外環(huán)配合部和第二壓圈23向同一方向延伸。上夾具1設(shè)有第一延伸孔11，第一延伸孔11位于第一壓圈12的內(nèi)側(cè)；下夾具2設(shè)有第二延伸孔22，第二延伸孔 22位于第二壓圈23的內(nèi)側(cè)。第一延伸孔11與容納空間14同軸布置；第二延伸孔22與容納空間21同軸布置。請參閱圖4和圖5，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一手柄的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖 4的俯視圖。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，本發(fā)明還可包括第一手柄，其具有操作把手31和設(shè)置于操作把手31上的至少兩個(gè)銷軸32，上夾具1上設(shè)有與銷軸32配合的定位孔13。通過將第一手柄的銷軸32插入上夾具1的定位孔13內(nèi)，然后旋動該第一手柄，可方便的轉(zhuǎn)動上夾具1，以完成測試工作。本發(fā)明還可包括第二手柄，其具有操作把手和設(shè)置于操作把手41上的至少兩個(gè)銷軸42，下夾具2上設(shè)有與銷軸42配合的定位孔M。通過將第二手柄的銷軸42插入下夾具2的定位孔M內(nèi)，然后旋動該第二手柄，可方便的轉(zhuǎn)動下夾具2，以完成測試工作。本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，其特征在于，包括 上夾具(1)，其具有第一壓圈(12)；與所述上夾具(1)螺紋連接的下夾具O)，其具有第二壓圈(23)，所述第一壓圈(12) 與所述第二壓圈同軸布置，且直徑不同。
2.如權(quán)利要求1所述的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，其特征在于，所述第一壓圈(12)的直徑大于所述第二壓圈的直徑。
3.如權(quán)利要求1所述的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，其特征在于，所述上夾具(1)為圓形結(jié)構(gòu)，且所述第一壓圈(12)設(shè)置于所述上夾具(1)的中心；所述下夾具O)為圓形結(jié)構(gòu)，且所述第二壓圈03)設(shè)置于所述下夾具O)的中心。
4.如權(quán)利要求1所述的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，其特征在于，所述上夾具(1)具有第一外環(huán)配合部，所述第一外環(huán)配合部的外圈設(shè)有外螺紋，所述下夾具( 具有第二外環(huán)配合部，所述第二外環(huán)配合部的內(nèi)圈設(shè)有與所述外螺紋配合的內(nèi)螺紋。
5.如權(quán)利要求4所述的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，其特征在于，所述第一外環(huán)配合部和所述第一壓圈(1 向同一方向延伸，且所述第一壓圈(1 的高度低于所述第一外環(huán)配合部的高度；所述第二外環(huán)配合部和所述第二壓圈向同一方向延伸。
6.如權(quán)利要求5所述的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，其特征在于，所述上夾具(1)設(shè)有第一延伸孔(11)，所述第一延伸孔(11)位于所述第一壓圈(12)的內(nèi)側(cè)；所述下夾具(2)設(shè)有第二延伸孔(22)，所述第二延伸孔02)位于所述第二壓圈03) 的內(nèi)側(cè)。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，其特征在于，還包括第一手柄，其具有操作把手和設(shè)置于所述操作把手(31)上的至少兩個(gè)銷軸(32)，所述上夾具(1)上設(shè)有與所述銷軸(32)配合的定位孔(13)。
8.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，其特征在于，還包括第二手柄，其具有操作把手和設(shè)置于所述操作把手Gl)上的至少兩個(gè)銷軸(42)，所述下夾具(2)上設(shè)有與所述銷軸G2)配合的定位孔04)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，包括上夾具(1)，其具有第一壓圈(12)；與所述上夾具(1)螺紋連接的下夾具(2)，其具有第二壓圈(23)，所述第一壓圈(12)與所述第二壓圈(23)同軸布置，且直徑不同。本發(fā)明提供的等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置，可以同時(shí)獲得不同數(shù)值范圍的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，操作簡單，數(shù)值大小可控，為殘余應(yīng)力公式的推導(dǎo)提供了必備的條件。本發(fā)明克服了必須對試樣進(jìn)行切割才能獲得壓應(yīng)力的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)零破壞。利用該等雙軸殘余應(yīng)力施加裝置對材料施加完應(yīng)力后，對其進(jìn)行納米壓痕試驗(yàn)，可以建立壓痕參數(shù)與殘余應(yīng)力之間的關(guān)系，獲得殘余應(yīng)力計(jì)算模型。
文檔編號G01N3/04GK102507318SQ201110322078
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者徐濱士, 朱麗娜, 李華一, 王海斗, 金國 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院