专利名称：拉伸试验用夹持器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种拉伸试验用夹持器，更具体地说，本发明涉及一种用于非金属材料拉伸应力应变性能测试的拉伸试验用夹持器。
背景技术：
随着各种非金属材料在航空、航天、兵器、交通运输等领域的广泛应用，作为材料基础性能的应力-应变性能的测试及研究就显得极其重要，拉伸试验正是研究该性能的重要试验技术手段之一。整个材料力学性能测试在配有保温箱的电子拉力试验机上进行，数据通过高精度、高灵敏度的传感器连接到计算机上控制采集。拉伸试验用夹持器则是测量材料的拉伸力学性能的关键部件之一。在测试过程中，样品的两端分别固定在夹持器的夹持端上，并将夹持器与拉伸试验机连接，试验机通过夹持器拉伸试样，获得试样的拉伸强度、弹性模量、延伸率等力学性能。试样的形状、尺寸按照相应标准执行，如图I所示。试样两端必为哑铃形状，试样有效测试段为其中间直线段部分。目前国内外所用的拉伸试验用夹持器是试验机生产厂家提供的，该拉伸试验用夹持器通常为偏心轮式弹簧自动紧锁夹持器。该夹持器主要是通过弹簧自动紧锁力和偏心轮表面锯齿产生的摩擦力将试样的哑铃型端部加紧，实现试样的有效夹持，进而与拉伸试验机连接进行拉伸试验。该夹持器的不足在于在低温环境下进行材料拉伸性能测量时，夹持器与试样之间易发生打滑，导致难以夹持试样。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足和缺陷，提供一种能够可靠夹持试样的拉伸试验用夹持器。采用该夹持器进行低温环境下拉伸性能试验时，避免了夹持器与试样之间的打滑，解决试样难以夹持的问题。为了解决上述技术问题，本发明提供一种拉伸试验用夹持器，该夹持器包括两个完全相同、分离相向的夹持端，所述夹持端为台阶圆柱体，其与拉力试验机相连的一端为端部带有通孔，另一端的端部在径向方向上有一平面，其横截面为半圆形，所述平面上有一个弹簧自动紧锁式偏心轮，该弹簧自动紧锁式偏心轮通过支架固定安装在平面上，在所述平面上还固定设置一对弧板。所述弧板的一边与夹持端的远离拉力机一端边缘平齐，其圆弧夹角为40° 90°，圆弧半径R与哑铃状标准试样的外侧过渡边E半径R相应，弧板的厚度略大于哑铃型标准试样厚度。所述一对弧板以圆弧相向，固定安装在所述夹持端的平面上，该对弧板之间的最小间距与哑铃型标准试样的狭窄部分C宽度相应。所述弹簧自动紧锁式偏心轮的轴线与夹持端的远离拉力机一端的边缘的距离与试样的哑铃形部分长度相应。
所述弧板通过焊接、铆接或螺栓安装在夹持端上。本发明拉伸试验用夹持器与国内外所使用的夹持器相比，由于在夹持端上设有一对弧板，弧板之间的最小间距与哑铃型标准试样的狭窄部分的宽度相应，在对试样进行测试时，被测试样在夹持器上的弧板和弹簧自动紧锁式偏心轮共同夹持下，克服了国内外所使用的夹持器的弹簧自动紧锁式偏心轮夹持试样在低温环境下试验时，试样与弹簧自动紧锁式偏心轮之间发生打滑，造成测试试样脱落，无法进行测试；另外也克服了常温、高温环境试验时由于试样形变大而从的弹簧自动紧锁式偏心轮夹持中滑脱，无法进行测试；本发明拉伸试验用夹持器提高了夹持器对试样的夹持力。
图I为GB/T528规定的试样示意图。图2为本发明的拉伸试验用夹持器的一个夹持端实施例的正视图。图3为弹簧自动紧锁式偏心轮的左视图。图4为弹簧自动紧锁式偏心轮式夹持器的正视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。参照附图1，在材料拉伸性能测试中，试样的形状为GB/T528规定的标准哑铃型。 哑铃型标准试样包括两个端部K、四个外过渡边E和一个狭窄平行部分C。参照附图2、3实施本发明。拉伸试验所用夹持器的夹持端可加工成台阶圆柱体， 其直径较小一端为端部带有通孔7的圆柱体，该直径较大另一端的采用铣床加工出平面2， 其横截面为半圆形；在该平面上固定安装支架3，通过支架3安装弹簧自动紧锁式偏心轮6。 弹簧自动紧锁式偏心轮6加工可先采用铣床由相应的型材钢制成圆形轮，再利用辊压技术对圆形轮圆周表面进行压花处理，得到锯齿形表面6. 2，采用钻床在该圆形轮两侧侧面上偏离圆心位置分别钻孔6. 1，通过联轴4、孔6. I使弹簧自动紧锁式偏心轮6固定连接在平面 2上的支架3上；支架3与弹簧自动紧锁式偏心轮6之间安装一弹簧4，通过弹簧回弹力实现弹簧自动紧锁式偏心轮6的自动紧锁。所述弹簧自动紧锁式偏心轮的轴线与夹持端的远离拉力机一端的边缘的距离与试样的哑铃形部分长度相应。在所述横截面为半圆形柱体一端的平面上固定安装一对弧板1，该弧板I采用线切割技术由相应厚度的钢板制成，通过焊接、铆接或螺栓以圆弧相对方式固定安装该对弧板。所述弧板I为直角边弧板，该对弧板I的一直角边与夹持端的远离拉力试验机一端边缘平齐，其圆弧夹角为40° 90°，圆弧半径R与哑铃状标准试样的外侧过渡边E半径R 相应。该对弧板之间的最小间距与哑铃型标准试样的狭窄部分C宽度相应。弧板I的厚度略大于哑铃型标准试样厚度。在弧板I和弹簧自动紧锁式偏心轮6的共同作用下，试样在低温试验时被有效可靠夹持。夹持端一端部设有通孔7，采用销钉与拉力试验机固定连接。本发明的使用采用本发明的拉伸试验用夹持器对二氧化硅改性三元乙丙橡胶基复合材料试样进行低温测试为例，测试该试样在低温(-40°C)时的拉伸性能。拉力试验机采用 instron4505静态材料拉力试验机，将上述材料的试样放入密闭试验保温容器，待温度达到测试温度_40°C后，恒定保温30min时间后，对试样进行测量。装夹试样时，将试样的端部插入到弹簧自动紧锁式偏心轮6下面，该段部的哑铃型的K部位嵌入弧板I之间后，拨动弹簧自动紧锁式偏心轮6上的拨杆6. 3，使弹簧自动紧锁式偏心轮6发生转动，弹簧自动紧锁式偏心轮6受弹簧4作用自动紧锁。本发明的拉伸试验用夹持器在测试过程中良好夹持住试样，未发生夹持器与试样打滑现象，且对试样的工作肩部无损伤，断裂部位均在标准规定的标距范围内，变形均匀， 多个相同样品测试数据的重复性较好。本发明的夹持器不仅可应用于-40°C温度，而且可用于_40°C 50°C温度范围的拉伸力学试验，能够准确、可靠、稳定地进行橡胶、塑料等高分子及其复合材料的拉伸强度、 弹性模量、伸长率的测试。结果证明，本夹持器夹持部位设计合理，夹持器本身对测量基本无影响。
权利要求
1.一种拉伸试验用夹持器，该夹持器包括两个完全相同、分离相向的夹持端，所述夹持端为台阶圆柱体，其与拉力试验机相连的一端为端部带有通孔，另一端在径向方向上有一平面，其横截面为半圆形，所述平面上有一个弹簧自动紧锁式偏心轮，该弹簧自动紧锁式偏心轮通过支架固定安装在平面上，其特征在于在所述平面上还固定设置一对弧板。
2.根据权利要求I所述的拉伸试验用夹持器，其特征在于，所述弧板的一边与夹持端的远离拉力机一端边缘平齐，其圆夹角为40° 90°，圆弧半径R与哑铃状标准试样的外侧过渡边E半径R相应，弧板的厚度略大于哑铃型标准试样厚度。
3.根据权利要求I或2所述的拉伸试验用夹持器，其特征在于，所述一对弧板以圆弧相向，固定安装在所述夹持端的平面上，该对弧板之间的最小间距与哑铃型标准试样的狭窄部分C宽度相应。
4.根据权利要求I或2所述的拉伸试验用夹持器，其特征在于，所述弹簧自动紧锁式偏心轮的轴线与夹持端的远离拉力机一端边缘的距离与试样的哑铃形部分长度相应。
5.根据权利要求I或2所述的拉伸夹持器，其特征在于，所述弧板通过焊接、铆接或螺检安装在夹持端上。
全文摘要
本发明公开了一种拉伸试验用夹持器，是为解决夹持器在低温环境下进行材料拉伸性能测量时易发生打滑，难以夹持试样的问题。本发明的夹持器包括两个完全相同、分离相向的夹持端，所述夹持端为台阶圆柱体，其与拉力试验机相连的一端为端部带有通孔，另一端的端部在径向方向上有一平面，其横截面为半圆形，所述平面上有一个弹簧自动紧锁式偏心轮，该弹簧自动紧锁式偏心轮通过支架固定安装在平面上，在所述平面上还固定设置一对弧板。本发明主要用于高分子材料、复合材料的拉伸性能测试。
文档编号G01N3/04GK102607944SQ201210111658
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者任黎, 曹磊, 曹继平, 李冬, 李旸, 李红梅, 段伯祯, 王一颖, 陈竚, 马亚楠, 马燕 申请人:西安近代化学研究所