一種用于裂紋擴(kuò)展曲線測試和疲勞試驗(yàn)的夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于非均勻材料裂紋擴(kuò)展曲線測試和疲勞試驗(yàn)的裝置，尤其適用于非均勻材料四點(diǎn)彎曲試樣裂紋擴(kuò)展曲線測試和疲勞試驗(yàn)的夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]疲勞失效是機(jī)械構(gòu)件失效的主要方式之一，因此也是材料力學(xué)領(lǐng)域研宄的重點(diǎn)之一，為了表征材料抗疲勞斷裂的特征以及評估構(gòu)件的疲勞壽命，通常需要測試材料試樣的疲勞裂紋擴(kuò)展速率曲線，一些場合需要用到四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，此外，對于一些特殊，如非均質(zhì)材料(比如經(jīng)感應(yīng)淬火的鋼構(gòu)件表面淬火層)、梯度材料疲勞壽命的測試，也需要采用三點(diǎn)彎曲或四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。
[0003]現(xiàn)有的用于四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的夾具包括下部支撐結(jié)構(gòu)、上部下壓機(jī)構(gòu)兩大部分，然而，其存在以下不足之處:難于滿足四點(diǎn)測試的實(shí)驗(yàn)需求，待測試樣難于對齊于兩個(gè)上壓輥的對稱中心，并且待測試樣與下壓機(jī)構(gòu)之間，僅下壓機(jī)構(gòu)能夠運(yùn)動，定位不便，尤其是難于滿足不同直徑的待測試樣的測試需要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種易于精準(zhǔn)定位、調(diào)節(jié)的用于裂紋擴(kuò)展曲線測試和疲勞試驗(yàn)的夾具。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0006]—種用于裂紋擴(kuò)展曲線測試和疲勞試驗(yàn)的夾具，包括位于待測試樣下部的支撐機(jī)構(gòu)、以及位于待測試樣上部的下壓機(jī)構(gòu)，所述支撐機(jī)構(gòu)包括支撐桿，所述支撐桿連接有支撐座，所述支撐座上方設(shè)置有支撐滑塊，所述支撐滑塊上設(shè)置有向上開口的第一弧面凹槽，所述第一弧面凹槽內(nèi)設(shè)置有下支輥，所述下壓機(jī)構(gòu)包括壓頭，所述壓頭的下部設(shè)置有兩個(gè)向下開口的第二弧面凹槽，所述第二弧面凹槽內(nèi)設(shè)置有上支輥，所述待測試樣夾持于下支輥和上支輥之間，所述壓頭的側(cè)部設(shè)置有定位繩，所述定位繩位于兩個(gè)第二弧面凹槽之間，所述定位繩的底部設(shè)置有定位鉛錘，所述定位鉛錘位于待測試樣的下方，所述待測試樣的軸向中部設(shè)置有中心刻度線，所述定位繩與中心刻度線齊平，所述支撐滑塊與待測試樣之間設(shè)置有頂推調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述頂推調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括左、右兩個(gè)定位支座和定位螺柱，所述定位支座上設(shè)置有螺紋孔，所述定位支座上的螺紋孔與定位螺柱相互配合構(gòu)成絲桿螺母機(jī)構(gòu)，兩個(gè)所述定位螺柱分別位于待測試樣的左、右兩側(cè)，所述支撐滑塊與待測試樣之間設(shè)置有高度調(diào)節(jié)裝置。
[0007]優(yōu)選的，所述高度調(diào)節(jié)裝置包括驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)上設(shè)置有電動推桿，所述驅(qū)動電機(jī)能夠帶動電動推桿升降，所述電動推桿的上端設(shè)置有托架，所述待測試樣設(shè)置于托架上。
[0008]優(yōu)選的，所述定位螺柱的軸向與待測試樣的軸向相互平行。
[0009]優(yōu)選的，所述支撐滑塊上設(shè)置有刻度標(biāo)尺，所述刻度標(biāo)尺能夠測得位于定位支座與待測試樣之間的定位螺柱的長度。
[0010]優(yōu)選的，所述支撐座的上方設(shè)置有凸塊，所述凸塊沿待測試樣的軸向延伸，所述支撐滑塊的底部設(shè)置有內(nèi)凹的滑槽，所述滑槽與凸塊滑動配合。
[0011]優(yōu)選的，所述凸塊與支撐座之間通過水平設(shè)置的連接螺柱連接，所述凸塊的側(cè)壁上設(shè)置有安裝槽，所述連接螺柱的頭部置于安裝槽內(nèi)，所述滑槽兩側(cè)的支撐座上設(shè)置有水平方向的通槽，所述連接螺柱穿過該通槽后在支撐座的外側(cè)通過螺母緊固。
[0012]優(yōu)選的，所述待測試樣上設(shè)置有用于夾持傳感器的第一套管和第二套管，所述第一套管和第二套管分別設(shè)置于待測試樣的左、右兩側(cè)，所述第一套管和第二套管相鄰的兩個(gè)端面均為朝上傾斜的斜面，所述傳感器夾持于第一套管和第二套管相鄰的兩個(gè)端面之間。
[0013]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:通過定位繩和定位鉛垂對中的結(jié)構(gòu)，能夠方便地確定四點(diǎn)彎曲測試中、上支輥與待測試樣的相對位置，保證測試精度，并且能夠通過高度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)待測試樣高度，操作更加方便。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)左視圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型中支撐座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型中支撐滑塊上部第一弧面凹槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中標(biāo)記:支撐桿一 I ;支撐座一2 ;支撐滑塊一3 ;第一弧面凹槽一4 ;下支輥一5 ;壓頭一6 ;第二弧面凹槽一7 ;上支棍一8 ;待測試樣一9 ;定位支座一10 ;定位螺柱一11 ;凸塊一 12 ;滑槽一 13 ;安裝槽一 14 ;螺母一 15 ;第一套管一 16 ;第二套管一 17 ;傳感器一 18 ;連接螺柱一19 ;定位繩一20 ;定位鉛垂一21。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]如圖1至圖4所示，本實(shí)施例一種用于裂紋擴(kuò)展曲線測試和疲勞試驗(yàn)的夾具，包括位于待測試樣9下部的支撐機(jī)構(gòu)、以及位于待測試樣9上部的下壓機(jī)構(gòu)，本實(shí)施例中，待測試樣9為長方體塊，支撐機(jī)構(gòu)包括支撐桿1，支撐桿I連接有支撐座2，支撐座2上方設(shè)置有支撐滑塊3，其中，在測試時(shí)支撐滑塊3能夠相對于支撐桿1、以及支撐座2平移，支撐滑塊3上設(shè)置有向上開口的第一弧面凹槽4，第一弧面凹槽4內(nèi)設(shè)置有下支棍5，本實(shí)施例中，設(shè)置于支撐滑塊3上的第一弧面凹槽4為過半圓弧凹槽，過半圓弧凹槽的上端限制下支輥5向上脫出的自由度，此處的過半圓弧槽，是指第一弧面凹槽4所對應(yīng)的圓弧型線為優(yōu)弧，下支輥5在豎向限位于第一弧面凹槽4內(nèi)，即第一弧面凹槽4限制下支輥5相對于支撐滑塊3向上移動。
[0022]本實(shí)施例中的下壓機(jī)構(gòu)包括壓頭6，壓頭6的下部設(shè)置有向下開口的第二弧面凹槽7，第二弧面凹槽7內(nèi)設(shè)置有上支輥8，如圖4所示，本實(shí)施例中設(shè)置于壓頭6下部的第二弧面凹槽7為過半圓弧凹槽，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中開口朝下設(shè)置淺半圓弧凹槽、或半圓弧凹槽來安裝上支輥8、并單獨(dú)通過彈簧固定連接的方式，直接通過過半圓弧凹槽限制上支輥8的自由度，具有結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便的有益效果，需要說明的是，此處的過半圓弧槽，是指第二弧面凹槽7所對應(yīng)的圓弧型線為優(yōu)弧，上支輥8在豎向限位于第二弧面凹槽7內(nèi)，即第二弧面凹槽7限制上支輥8相對于壓頭6向下移動，待測試樣9夾持于下支輥5和上支輥8之間，本實(shí)施例中設(shè)置于壓頭6下部的第二弧面凹槽7和上支輥8的數(shù)量為兩組，這樣能夠進(jìn)行四點(diǎn)彎曲測試。
[0023]本實(shí)施例中的壓頭6的側(cè)部設(shè)置有定位繩20，定位繩20位于兩個(gè)第二弧面凹槽7之間，定位繩20的底部設(shè)置有定位鉛錘21，定位鉛錘21位于待測試樣9的下方，待測試樣9的軸向中部設(shè)置有中心刻度線，定位繩20與中心刻度線齊平，支撐滑塊與待測試樣9之間設(shè)置有頂推調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，頂推調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括左、右兩個(gè)定位支11座和定位螺柱11，定位支座10上設(shè)置有螺紋孔，定位支座10上的螺紋孔與定位螺柱11相互配合構(gòu)成絲桿螺母機(jī)構(gòu)，兩個(gè)定位螺