专利名称：一种多用途断裂试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种断裂试验装置，具体地是一种用于I /III、I / II复合型裂纹断裂试验的角度可调式复合断裂试验装置，属于工程材料断裂试验用具领域。
技术背景 断裂试验是工程材料试验中经常要做的一种试验。目前国际上对复合型裂纹断裂试验装置虽已有一些研究，但还存在如下的问题
(I)、研究I /III复合型裂纹断裂的试验装置很少，试验机只有拉扭疲劳试验机而且必须采用圆周切口的圆柱试样；(2)、I / II复合型裂纹断裂应用最广泛的Arcan装置只能实现0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°这7个固定角度的试验，不能应用于复合型裂纹扩展中任意角度的断裂试验及极为重要的I型到II型主导过渡角问题的精确研究。国内对工程材料的复合断裂试验方面的装置研究很少，更未见角度任意可调复合型断裂试验方面的装置。
发明内容本实用新型的目的是提供一种多用途断裂试验装置，能满足I /III以及I/II复合型任意角度裂纹断裂试验的要求，实现工程材料的复合断裂性能测试的复合断裂试验装置，改变I /III复合型裂纹断裂试验装置的缺乏及现有技术中角度不可任意调整的缺陷。本实用新型按以下技术方案实现一种多用途断裂试验装置，包括大圆环片A、移动圆弧槽片B、固定件C ;大圆环片A与移动圆弧槽片B连接，固定件C安装在移动圆弧槽片B上。所述大圆环片A上开设有调节孔I Al、调节孔II A2、调节孔III A3，大圆环片A上还开设有固定孔I A4、固定孔IIA5。所述移动圆弧槽片B上开设有固定孔III BI、固定孔
IVB2、固定孔V B3、固定孔VI B4、固定孔ΥΠΒ5，移动圆弧槽片B上还开设有圆弧槽I B6、圆弧槽II B7，大圆环片A通过圆弧槽I B6、圆弧槽II B7设有的定位螺栓与移动圆弧槽片B连接。所述固定件C包括固定件I Cl、固定件II C2;固定件I Cl通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔III BI、固定孔IV B2安装在移动圆弧槽片B上，固定件II C2通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔V B3、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上，试件D通过固定孔III BI、固定孔IV Β2、固定孔V Β3、固定孔VI Β4、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上。所述大圆环片A的调节孔I Al、调节孔II Α2、调节孔III A3之间排列向心角为30°，移动圆弧槽片B的圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7所对应的向心角为30°。多用途断裂试验装置任意裂纹角调节实现方式如下一、选择大圆环片A的固定角度玛大圆环片A上有三个不同角度的调节孔I Al、调节孔II Α2、调节孔III A3与试验机相连，调节孔I Al、调节孔II Α2、调节孔ΙΙΙΑ3可以实现试件的受力方向在0°、30°、60°三个整数角度之间调节，三个圆孔满足的裂纹角β变化范围如下[0011]0°彡5彡30°选择调节孔I Al30°彡β彡60°选择调节孔II Α260°彡5彡90°选择调节孔III A3二、计算移动圆弧槽片B角度移动圆弧槽片B通过转动可以实现0°到30°的角度调整，根据试验裂纹角度的要求选择大圆环片A上的圆孔后，通过移动圆弧槽片B的微调实现所需的角度，公式如下
!\Θ =. θ ~~~ Qi·[0017]式中表示移动部件所要调整的角度，0°彡彡30° ;β表示试验要求的角度；4表示大圆环上的孔实现的角度，,=1,2,3.三、任意裂纹角调节通过大圆环片A上调节孔I Al、调节孔II Α2、调节孔III A3的角度调节与移动部件0°到30°范围内的角度调节配合，即可实现I /III以及I /11复合型裂纹从0°至90°之间裂纹角度的任意调节，即任意裂纹角4 =大圆环部件的固定角度肖· +移动部件角度u^本实用新型具有以下有益效果I、在工程材料的断裂性能测试中，可完成I / III、Ι/ΙΙ复合型裂纹从0°至90°之间任意裂纹角度的试验及极为重要的I型到II型主导过渡角问题的精确研究；2、易于制造、操作简单、实用性强；3、可作为材料试验机的附件随机捆绑销售，也可单独销售使用。
图I为本实用新型的大圆环片A的结构示意图；图2为本实用新型的移动圆弧槽片B的结构示意图；图3为本实用新型的纯I型裂纹断裂试验示意图；图4为本实用新型的纯II型裂纹断裂试验示意图；图5为本实用新型的纯III型裂纹断裂试验示意图；图6为本实用新型的I / III复合型裂纹30°断裂试验示意图；图7为本实用新型的I / II复合型裂纹60°断裂试验示意图。图中各标号为Α :大圆环片、B :移动圆弧槽片、C :固定件、D :试件、Al :调节孔I、Α2 :调节孔II、A3 :调节孔ΙΙΙ、Α4 :固定孔I、Α5 :固定孔II、BI :固定孔ΙΙΙ、Β2 :固定孔IV、B3 固定孔V、B4 :固定孔VI、B5 :固定孔ΥΠ、Β6 :圆弧槽I、Β7 :圆弧槽II、Cl :固定件I、C2 :固定件II。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。实施例I :如图1-7所示，一种多用途断裂试验装置，包括大圆环片A、移动圆弧槽片B、固定件C ;大圆环片A与移动圆弧槽片B连接，固定件C安装在移动圆弧槽片B上。大圆环片A上开设有调节孔I Al、调节孔IIA2、调节孔IIIA3，大圆环片A上还开设有固定孔I A4、固定孔IIA5。移动圆弧槽片B上开设有固定孔III BI、固定孔IV B2、固定孔
VB3、固定孔VI B4、固定孔ΥΠΒ5，移动圆弧槽片B上还开设有圆弧槽I B6、圆弧槽II B7，大圆环片A通过圆弧槽I B6、圆弧槽II B7设有的定位螺栓与移动圆弧槽片B连接。固定件C包括固定件I Cl、固定件II C2;固定件I Cl通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔III BI、固定孔IV B2安装在移动圆弧槽片B上，固定件II C2通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔V B3、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上，试件D通过固定孔IIIBI、固定孔IV Β2、固定孔V Β3、固定孔VI Β4、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上。大圆环片A的调节孔I Al、调节孔II Α2、调节孔III A3之间排列向心角为30°，移动圆弧槽片B的圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7所对应的向心角为30°。实施例2 :如图3所示，一种多用途断裂试验装置，包括大圆环片Α、移动圆弧槽片B、固定件C ;大圆环片A与移动圆弧槽片B连接，固定件C安装在移动圆弧槽片B上。大圆环片A上开设有调节孔I Al、调节孔II Α2、调节孔III A3，大圆环片A上还开设有固定孔I Α4、固定孔ΙΙΑ5。移动圆弧槽片B上开设有固定孔III BI、固定孔IV Β2、固定孔
VΒ3、固定孔VI Β4、固定孔ΥΠΒ5，移动圆弧槽片B上还开设有圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7，大圆环片A通过圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7设有的定位螺栓与移动圆弧槽片B连接。固定件C包括固定件I Cl、固定件II C2;固定件I Cl通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔III BI、固定孔IV Β2安装在移动圆弧槽片B上，固定件II C2通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔V Β3、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上，试件D通过固定孔III BI、固定孔IV Β2、固定孔V Β3、固定孔VI Β4、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上。大圆环片A的调节孔I Al、调节孔II Α2、调节孔III A3之间排列向心角为30°，移动圆弧槽片B的圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7所对应的向心角为30°。调节孔I Al (0° )与试验机连接，移动圆弧槽片B调整为0°。实施例3 :如图4所示，一种多用途断裂试验装置，包括大圆环片Α、移动圆弧槽片B、固定件C ;大圆环片A与移动圆弧槽片B连接，固定件C安装在移动圆弧槽片B上。大圆环片A上开设有调节孔I Al、调节孔II Α2、调节孔III A3，大圆环片A上还开设有固定孔I Α4、固定孔ΙΙΑ5。移动圆弧槽片B上开设有固定孔III BI、固定孔IV Β2、固定孔
VΒ3、固定孔VI Β4、固定孔ΥΠΒ5，移动圆弧槽片B上还开设有圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7，大圆环片A通过圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7设有的定位螺栓与移动圆弧槽片B连接。固定件C包括固定件I Cl、固定件II C2;固定件I Cl通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔III BI、固定孔IV Β2安装在移动圆弧槽片B上，固定件II C2通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔V Β3、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上，试件D通过固定孔III BI、固定孔IV Β2、固定孔V Β3、固定孔VI Β4、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上。大圆环片A的调节孔I Al、调节孔II Α2、调节孔III A3之间排列向心角为30°，移动圆弧槽片B的圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7所对应的向心角为30°。调节孔I Al (0° )与试验机连接，移动圆弧槽片B调整为0°。[0047]实施例4 :如图5所示，一种多用途断裂试验装置，包括大圆环片A、移动圆弧槽片B、固定件C ;大圆环片A与移动圆弧槽片B连接，固定件C安装在移动圆弧槽片B上。大圆环片A上开设有调节孔I Al、调节孔II A2、调节孔III A3，大圆环片A上还开设有固定孔I A4、固定孔IIA5。移动圆弧槽片B上开设有固定孔III BI、固定孔IV B2、固定孔
VB3、固定孔VI B4、固定孔VDB5，移动圆弧槽片B上还开设有圆弧槽I B6、圆弧槽II B7，大圆环片A通过圆弧槽I B6、圆弧槽II B7设有的定位螺栓与移动圆弧槽片B连接。固定件C包括固定件I Cl、固定件II C2;固定件I Cl通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔III BI、固定孔IV B2安装在移动圆弧槽片B上，固定件II C2通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔V B3、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上，试件D通过固定孔IIIBI、固定孔IV Β2、固定孔V Β3、固定孔VI Β4、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上。大圆环片A的调节孔I Al、调节孔II Α2、调节孔III A3之间排列向心角为30°，移动圆弧槽片B的圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7所对应的向心角为30°。 调节孔III A3 (60° )与试验机连接，移动圆弧槽片B调整为30°。实施例5 :如图6所示，一种多用途断裂试验装置，包括大圆环片Α、移动圆弧槽片B、固定件C ;大圆环片A与移动圆弧槽片B连接，固定件C安装在移动圆弧槽片B上。大圆环片A上开设有调节孔I Al、调节孔ΙΙΑ2、调节孔ΙΙΙΑ3，大圆环片A上还开设有固定孔I Α4、固定孔ΙΙΑ5。移动圆弧槽片B上开设有固定孔III BI、固定孔IV Β2、固定孔
VΒ3、固定孔VI Β4、固定孔ΥΠΒ5，移动圆弧槽片B上还开设有圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7，大圆环片A通过圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7设有的定位螺栓与移动圆弧槽片B连接。固定件C包括固定件I Cl、固定件II C2;固定件I Cl通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔III BI、固定孔IV Β2安装在移动圆弧槽片B上，固定件II C2通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔V Β3、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上，试件D通过固定孔III BI、固定孔IV Β2、固定孔V Β3、固定孔VI Β4、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上。大圆环片A的调节孔I Al、调节孔II Α2、调节孔III A3之间排列向心角为30°，移动圆弧槽片B的圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7所对应的向心角为30°。调节孔ΙΙΑ2 (30° )与试验机连接，移动圆弧槽片B调整为0°。实施例6 :如图7所示，一种多用途断裂试验装置，包括大圆环片Α、移动圆弧槽片B、固定件C ;大圆环片A与移动圆弧槽片B连接，固定件C安装在移动圆弧槽片B上。大圆环片A上开设有调节孔I Al、调节孔ΙΙΑ2、调节孔ΙΙΙΑ3，大圆环片A上还开设有固定孔I Α4、固定孔ΙΙΑ5。移动圆弧槽片B上开设有固定孔III BI、固定孔IV Β2、固定孔
VΒ3、固定孔VI Β4、固定孔ΥΠΒ5，移动圆弧槽片B上还开设有圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7，大圆环片A通过圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7设有的定位螺栓与移动圆弧槽片B连接。固定件C包括固定件I Cl、固定件II C2;固定件I Cl通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔III BI、固定孔IV Β2安装在移动圆弧槽片B上，固定件II C2通过移动圆弧槽片B上开设有的固定孔V Β3、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上，试件D通过固定孔III BI、固定孔IV Β2、固定孔V Β3、固定孔VI Β4、固定孔YD Β5安装在移动圆弧槽片B上。大圆环片A的调节孔I Al、调节孔II Α2、调节孔III A3之间排列向心角为30°，移动圆弧槽片B的圆弧槽I Β6、圆弧槽II Β7所对应的向心角为30°。调节孔III A3 (60° )与试验机连接，移动圆弧槽片B调整为0°。
权利要求1.一种多用途断裂试验装置，其特征在于包括大圆环片(A)、移动圆弧槽片(B)、固定件(C);大圆环片(A)与移动圆弧槽片(B)连接，固定件(C)安装在移动圆弧槽片(B)上。
2.根据权利要求I所述的多用途断裂试验装置，其特征在于所述大圆环片(A)上开设有调节孔I (Al)、调节孔II (A2)、调节孔IIKA3)，大圆环片(A)上还开设有固定孔I (A4)、固定孔II (A5)。
3.根据权利要求I所述的多用途断裂试验装置，其特征在于所述移动圆弧槽片(B)上开设有固定孔III(Bl)、固定孔IV(B2)、固定孔V (B3)、固定孔VKB4)、固定孔VD(B5)，移动圆弧槽片(B)上还开设有圆弧槽I (Β6)、圆弧槽II (Β7)，大圆环片(A)通过圆弧槽I (Β6)、圆弧槽II (Β7)设有的定位螺栓与移动圆弧槽片(B)连接。
4.根据权利要求I所述的多用途断裂试验装置，其特征在于所述固定件(C)包括固定件I (Cl)、固定件II (C2);固定件I (Cl)通过移动圆弧槽片(B)上开设有的固定孔III(Bl)、固定孔IV (Β2)安装在移动圆弧槽片(B)上，固定件II (C2)通过移动圆弧槽片(B)上开设有的固定孔V (Β3)、固定孔VIKB5)安装在移动圆弧槽片(B)上。
5.根据权利要求2所述的多用途断裂试验装置，其特征在于所述大圆环片(A)的调节孔I (Al)、调节孔II (Α2)、调节孔III (A3)之间排列向心角为30。，移动圆弧槽片(B)的圆弧槽I (Β6)、圆弧槽II (Β7)所对应的向心角为30°。
专利摘要本实用新型涉及一种多用途断裂试验装置，属于工程材料断裂试验用具领域。本实用新型包括大圆环片、移动圆弧槽片、固定件；大圆环片与移动圆弧槽片连接，固定件安装在移动圆弧槽片上。本实用新型在工程材料的断裂性能测试中，可完成Ⅰ/Ⅲ、I/II复合型裂纹从0°至90°之间任意裂纹角度的试验及极为重要的I型到II型主导过渡角问题的精确研究，易于制造、操作简单、实用性强、可作为材料试验机的附件随机捆绑销售，也可单独销售使用。
文档编号G01N3/00GK202793900SQ20122044796
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者杨邦成, 邵永平, 刘剑雄, 赵明君 申请人:昆明理工大学