一種汽車薄板點焊疲勞試驗夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于金屬材料力學(xué)性能測試夾具的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車薄板點焊疲勞試驗夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]車身的焊接疲勞強(qiáng)度是車身設(shè)計、制造和驗收的關(guān)鍵參數(shù)，直接決定了汽車廠對材料的選擇。遍布車身的點焊接頭疲勞強(qiáng)度不僅影響汽車使用的安全性和可靠性，而且還決定了汽車的使用壽命。因此車身設(shè)計前，各種備選板材焊接接頭的疲勞強(qiáng)度數(shù)據(jù)必須首先獲得。
[0003]點焊接頭剪切拉伸疲勞試驗是考察汽車板焊接接頭疲勞強(qiáng)度的檢驗項目。開展該試驗往往得到的試驗結(jié)果離散性特別大，很難得到光滑的S-N疲勞曲線。因為，點焊疲勞試樣如圖1所示，由兩片矩形試樣通過單點點焊形成。點焊后試樣兩片矩形試樣重合區(qū)域除點焊焊核外區(qū)域存在間隙，在試驗時試樣剛度低，試樣除在軸向疲勞載荷作用下軸向變形外還會發(fā)生橫向振動，影響焊核疲勞壽命。另外，由于點焊疲勞試樣兩拼接焊板不在同一平面內(nèi)，夾持到試驗機(jī)上時試樣同軸度差，會導(dǎo)致試樣夾持后有額外的彎曲載荷附加，影響焊核疲勞壽命。這兩個因素均是導(dǎo)致試驗結(jié)果離散性大的重要因素，在試驗時如果能合理規(guī)避，將導(dǎo)致每一級載荷水平下疲勞試驗測試結(jié)果收斂性大大提高，測試結(jié)果更能表征汽車板點焊疲勞壽命。
[0004]現(xiàn)有疲勞試驗夾具夾持點焊疲勞試樣時存在兩個問題:1)由于點焊疲勞試樣兩拼接焊板不在同一平面內(nèi)，夾持到試驗機(jī)上時試樣同軸度差，會導(dǎo)致試樣夾持后有額外的彎曲載荷附加，試驗時影響焊核疲勞壽命；2)點焊后試樣兩片矩形試樣重合區(qū)域除點焊焊核外區(qū)域存在間隙，在試驗時試樣剛度低，試樣除在軸向疲勞載荷作用下軸向變形外還會發(fā)生橫向振動，試驗時影響焊核疲勞壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述存在的問題，提供一種汽車薄板點焊疲勞試驗夾具，提高夾持到試驗機(jī)上的試樣的同軸度，避免試樣的軸向變形和橫向振動。
[0006]本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種汽車薄板點焊疲勞試驗夾具，其特征在于，包括底座、支撐平臺、夾塊和橫向振動約束板，所述底座為底部中心設(shè)有連桿的圓臺形結(jié)構(gòu)，所述支撐平臺為矩形方塊結(jié)構(gòu)，支撐平臺通過螺栓安設(shè)于所述底座的上表面的中心位置，支撐平臺上表面的中心位置設(shè)有矩形凸起；所述夾塊為對稱安設(shè)于所述支撐平臺上表面的正面夾塊和反面夾塊，所述正面夾塊和反面夾塊均為兩側(cè)底部設(shè)有凸臺的矩形方塊，所述凸臺開有腰形孔通過螺栓與所述支撐平臺的兩側(cè)相連，所述矩形方塊底部設(shè)有矩形凹槽，所述矩形凹槽與所述矩形凸起相配合，所述夾塊可在支撐平臺上滑動，所述正面夾塊和反面夾塊的相對應(yīng)的一側(cè)端面的兩側(cè)通過螺栓相連；所述橫向振動約束板為對稱安設(shè)于所述正面夾塊和反面夾塊頂面的正面約束板和反面約束板，所述正面約束板和反面約束板均為L型平板，所述正面約束板和反面約束板的短邊上開有腰形孔，正面約束板和反面約束板分別與所述正面夾塊和反面夾塊的頂面通過螺栓相連，所述正面約束板和反面約束板的長邊的兩側(cè)通過螺栓相連。
[0007]按上述方案，所述正面夾塊和反面夾塊相對應(yīng)的一側(cè)端面上設(shè)有呈矩陣排列的四棱錐咬合齒。
[0008]按上述方案，所述正面夾塊和反面夾塊的外側(cè)端面的中心位置均設(shè)有厚度中心線，所述支撐平臺的外側(cè)端面上設(shè)有定位刻度線。
[0009]本實用新型的有益效果是:1、提供一種汽車薄板點焊疲勞試驗夾具，該夾具的夾塊可沿支撐平臺滑動，并且夾塊上設(shè)有厚度中心線，支撐平臺上設(shè)有定位刻度線，可通過上、下夾具的夾塊固定在不同定位刻度線平面，保證試樣加載的同軸度；2、還增加了一組橫向振動約束板，用于約束試樣由于剛度低軸向疲勞試驗過程中產(chǎn)生的橫向振動，排除試驗不利影響因素，確保試驗結(jié)果的收斂性。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型一個實施例的安裝示意圖。
[0011]圖2為本實用新型一個實施例的夾塊的軸測圖。
[0012]圖3為本實用新型一個實施例的夾塊的正視圖。
[0013]圖4為本實用新型一個實施例的試樣夾持安裝示意圖。
[0014]其中:1_底座，2-支撐平臺，3-連桿，4-矩形凸起，5-正面夾塊，6-反面夾塊，7-凸臺，8-腰形孔，9-矩形凹槽，10-正面約束板，11-反面約束板，12-四棱錐咬合齒，13-厚度中心線，14-定位刻度線，15-上夾具，16-下夾具，17-試樣。
【具體實施方式】
[0015]為更好地理解本實用新型，下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的描述。
[0016]如圖1-3所示，一種汽車薄板點焊疲勞試驗夾具，包括底座1、支撐平臺2、夾塊和橫向振動約束板，底座I為底部中心設(shè)有連桿3的圓臺形結(jié)構(gòu)，支撐平臺2為矩形方塊結(jié)構(gòu)，其通過螺栓安設(shè)于底座的上表面的中心位置，支撐平臺上表面的中心位置設(shè)有矩形凸起4 ;夾塊為對稱安設(shè)于支撐平臺上表面的正面夾塊5和反面夾塊6，正面夾塊5和反面夾塊6均為兩側(cè)底部設(shè)有凸臺7的矩形方塊，凸臺7開有腰形孔8通過螺栓與支撐平臺的兩側(cè)相連，矩形方塊底部設(shè)有矩形凹槽9，矩形凹槽9與矩形凸起4相配合，夾塊可在支撐平臺上滑動，正面夾塊和反面夾塊的相對應(yīng)的一側(cè)端面的兩側(cè)通過螺栓相連，正面夾塊和反面夾塊相對應(yīng)的一側(cè)端面上設(shè)有呈矩陣排列的四棱錐咬合齒12，以提高夾持摩擦力，正面夾塊和反面夾塊的外側(cè)端面的中心位置均設(shè)有厚度中心線13，支撐平臺的外側(cè)端面上設(shè)有定位刻度線14，；橫向振動約束板為對稱安設(shè)于正面夾塊5和反面夾塊6頂面的正面約束板10和反面約束板11，正面約束板10和反面約束板11均為L型平板，其短邊上開有腰形孔，分別與正面夾塊和反面夾塊的頂面通過螺栓相連，其長邊的兩側(cè)通過螺栓相連。
[0017]如圖4所示，以0.8mm厚點焊疲勞試樣的夾持為例說明具體實施步驟如下:
[0018]I)安裝上夾具15和下夾具16，將夾具的底座I通過連桿3與試驗機(jī)設(shè)備的加載系統(tǒng)相連，底座的上表面與支撐平臺2通過螺栓的螺紋段穿過底座圓形通孔，擰入支撐平臺上開設(shè)的螺紋孔，將支撐平臺固定在底座上；
[0019]2)安裝夾塊，正面夾塊5和反面夾塊6通過螺栓擰入支撐平臺2的螺紋孔固定在支撐平臺上；
[0020]3)試樣17與安裝上夾具15的安裝，將上夾具15的反面夾塊的厚度中心線13對準(zhǔn)支撐平臺2上的“-0.4mm”的定位刻度線14，將反面夾塊與支撐平臺2固定相連，將試樣17上部的一側(cè)外端面貼合于上夾具的反面夾塊的四棱錐咬合齒平面，試樣寬度調(diào)至夾塊中間位置，將正面夾塊與反面夾塊通過螺栓相連，將正面夾塊沿支撐平臺的矩形凸起4滑動，滑動時正面夾塊兩側(cè)的凸臺7也同時通過螺栓在腰形孔8中的移動而發(fā)生滑動，保證夾塊夾緊前可做前后微調(diào)，直至正面夾塊的四棱錐咬合齒平面接觸試樣上部的另一側(cè)外端面，擰緊螺栓將正面夾塊與反面夾塊壓緊，然后擰緊正面夾塊與支撐平臺的連接螺栓使正面夾塊固定于支撐平臺上；
[0021]4)試樣17與安裝下夾具16的安裝，移動試驗機(jī)使上夾具15及試樣17下行，試樣的下端進(jìn)入下夾具16的夾塊內(nèi)，至夾持深度底部停止試驗機(jī)下行，將下夾具的正面夾塊的厚度中心線對準(zhǔn)支撐平臺2的“0.4mm”定位刻度線，擰緊正面夾塊與支撐平臺的連接螺栓使正面夾塊固定于支撐平臺上，試樣下部的一側(cè)外端面與下夾具的正面夾塊的四棱錐咬合齒平面接觸，試樣寬度位于夾塊中間位置，擰緊螺栓將正面夾塊與反面夾塊壓緊，將反面夾塊沿支撐平臺的矩形凸起滑動，滑動時正面夾塊兩側(cè)凸臺也發(fā)生滑動，直至接觸試樣表面，擰緊正面夾塊與反面夾塊的連接螺栓將正面夾塊與反面夾塊壓緊，擰緊正面夾塊與支撐平臺連接螺栓使正面夾塊固定于支撐平臺上；
[0022]5)安裝上夾具15的橫向振動約束板，將正面約束板10和反面約束板11分別通過螺栓固定在正面夾塊和反面夾塊上，將兩張與試樣寬度一致的聚脂薄膜分別放入試樣與正面約束板和反面約束板的間隙中，用于減少軸向摩擦力，推動正面約束板和反面約束板發(fā)生滑動，向試樣兩側(cè)外端面靠近，當(dāng)正面約束板和反面約束板接觸試樣兩側(cè)外端面后擰緊螺栓使橫向振動約束板固定相連，不必將橫向振動約束板壓得太緊，要留有一定間隙，保證試驗時試樣在橫向振動約束板內(nèi)可自由上下運動，但橫向運動被約束；
[0023]6)同理安裝下夾具16的橫向振動約束板，此時，試樣安裝完成，開始進(jìn)行試驗，本實用新型可適用于2_以內(nèi)的汽車薄板的點焊疲勞試驗。
【主權(quán)項】
1.一種汽車薄板點焊疲勞試驗夾具，其特征在于，包括底座、支撐平臺、夾塊和橫向振動約束板，所述底座為底部中心設(shè)有連桿的圓臺形結(jié)構(gòu)，所述支撐平臺為矩形方塊結(jié)構(gòu)，支撐平臺通過螺栓安設(shè)于所述底座的上表面的中心位置，支撐平臺上表面的中心位置設(shè)有矩形凸起；所述夾塊為對稱安設(shè)于所述支撐平臺上表面的正面夾塊和反面夾塊，所述正面夾塊和反面夾塊均為兩側(cè)底部設(shè)有凸臺的矩形方塊，所述凸臺開有腰形孔通過螺栓與所述支撐平臺的兩側(cè)相連，所述矩形方塊底部設(shè)有矩形凹槽，所述矩形凹槽與所述矩形凸起相配合，所述夾塊可在支撐平臺上滑動，所述正面夾塊和反面夾塊的相對應(yīng)的一側(cè)端面的兩側(cè)通過螺栓相連；所述橫向振動約束板為對稱安設(shè)于所述正面夾塊和反面夾塊頂面的正面約束板和反面約束板，所述正面約束板和反面約束板均為L型平板，所述正面約束板和反面約束板的短邊上開有腰形孔，正面約束板和反面約束板分別與所述正面夾塊和反面夾塊的頂面通過螺栓相連，所述正面約束板和反面約束板的長邊的兩側(cè)通過螺栓相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車薄板點焊疲勞試驗夾具，其特征在于，所述正面夾塊和反面夾塊相對應(yīng)的一側(cè)端面上設(shè)有呈矩陣排列的四棱錐咬合齒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種汽車薄板點焊疲勞試驗夾具，其特征在于，所述正面夾塊和反面夾塊的外側(cè)端面的中心位置均設(shè)有厚度中心線，所述支撐平臺的外側(cè)端面上設(shè)有定位刻度線。
【專利摘要】本實用新型提出一種汽車薄板點焊疲勞試驗夾具。該試驗夾具包括底座、支撐平臺、夾塊和橫向振動約束板，底座底部中心的連桿與試驗設(shè)備的加載系統(tǒng)相連，支撐平臺通過螺栓安設(shè)于底座的上表面的中心位置，夾塊兩側(cè)的凸臺開有腰形孔通過螺栓與支撐平臺的兩側(cè)相連，夾塊底部的矩形凹槽與支撐平臺上的矩形凸起相配合，夾塊可沿直線滑動，橫向振動約束板的短邊分別與夾塊的頂面通過螺栓相連。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使試驗測試結(jié)果收斂性大大提高，測試結(jié)果更能表征汽車板點焊疲勞壽命。
【IPC分類】G01N3-04
【公開號】CN204461891
【申請?zhí)枴緾N201520154960
【發(fā)明人】劉冬, 薛歡, 杜麗影, 彭文杰, 余立, 何嘉, 鄺蘭翔
【申請人】武漢鋼鐵(集團(tuán))公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月18日