多轴疲劳性能试验用夹具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多轴疲劳性能试验用夹具，其包括两个夹具本体，两个所述夹具本体对扣夹持在被测试样的端部，所述夹具本体的内侧开设有凹槽，所述被测试样的端部具有连接部及夹持部，所述连接部容纳在所述凹槽中，所述夹持部径向相对的两侧分别形成有平面部，所述夹具本体的内表面贴设在所述平面部上。本实用新型的多轴疲劳性能试验用夹具，能够对被测试样进行可靠夹持，结构新颖，操作简单，解决了因被测试样表面硬度大而不能正常夹持完成材料多轴疲劳性能试验的问题。
【专利说明】 多轴疲劳性能试验用夹具
【技术领域】
[0001]本实用新型有涉及一种测试材料疲劳性能试验所用的夹具，尤其有关于一种测试材料多轴疲劳性能所用的试验用夹具，其属于材料疲劳性能测试装置【技术领域】。
【背景技术】
[0002]现实工程机械结构或零部件往往在复杂、极端的交变载荷工况下工作，其实际承受的应力状态呈现出复杂的多轴形态。开展结构材料在多轴载荷工况下的疲劳试验和研究十分重要。
[0003]目前开展材料多轴疲劳性能试验一般采用电液伺服疲劳试验机，所用的常规夹具有三爪型夹头、楔形夹块等，而被测试样一般采用中间直径较小而两头夹持端直径较大的薄壁空心圆管型试样。如果被测试样表面硬度较小，上述夹具和技术能满足试验要求。但是，如果金属试样表面进行过渗碳、渗氮、喷丸等表面强化处理而导致被测试样表面硬度变大，甚至超过上述常规夹具的硬度时，使用上述常规夹具夹持被测试样进行试验就会存在以下问题:1)当夹具夹持力较小时，被测试样与夹具间容易出现打滑的现象；2)当夹具夹持力过大时，就会出现夹具磨损破裂或者夹具将被测试样挤破的现象。适中的夹持力，很难在试验中长期控制。
[0004]因此，有必要开发一种能够对表面强化试样进行可靠夹紧并且操作简单的多轴试验用夹具，来克服上述缺陷。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种多轴疲劳性能试验用夹具，其能够对被测试样进行可靠夹持，满足对被测试样进行拉伸、压缩和扭转的多轴疲劳性能试验，其结构简单，操作方便。
[0006]本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现:
[0007]本实用新型提供一种多轴疲劳性能试验用夹具，其包括两个夹具本体，两个所述夹具本体对扣夹持在被测试样的端部，所述夹具本体的内侧开设有凹槽，所述被测试样的端部具有连接部及夹持部，所述连接部容纳在所述凹槽中，所述夹持部径向相对的两侧分别形成有平面部，所述夹具本体的内表面贴设在所述平面部上。
[0008]在优选的实施方式中，所述夹具本体的上端面连接有定位片。
[0009]在优选的实施方式中，所述夹具本体的下端内侧开设有安装槽。
[0010]在优选的实施方式中，所述夹具本体的两侧分别开设有圆柱销连接孔。
[0011]在优选的实施方式中，所述连接部的外径大于所述夹持部的外径，所述连接部的一端顶抵在所述凹槽的上表面上，其另一端开设有螺纹孔。
[0012]在优选的实施方式中，所述螺纹孔内连接有螺钉，所述螺钉顶抵在所述凹槽的下表面上。
[0013]在优选的实施方式中，所述连接部顶抵在所述凹槽上表面的端面上开设有半圆形凹槽。
[0014]在优选的实施方式中，所述凹槽的上边缘形成有倒角结构。
[0015]本实用新型的多轴疲劳性能试验用夹具的特点及优点是:该多轴疲劳性能试验用夹具能够对被测试样进行可靠夹持，满足对被测试样进行拉伸、压缩和扭转的多轴疲劳性能试验，其结构简单，操作方便，其可广泛应用于因测试材料硬度大而不易夹持的薄壁空心圆管试样的多轴疲劳性能试验中。本实用新型可直接安装于电液伺服疲劳试验机的活动缸体上，无需多余连接附件，减少了因附加其他装置而产生的对中问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本实用新型的多轴疲劳性能试验用夹具的夹具本体的主视图。
[0018]图2为本实用新型的多轴疲劳性能试验用夹具的夹具本体的俯视图。
[0019]图3为本实用新型的多轴疲劳性能试验用夹具安装在被测试样上的示意图。
[0020]图4为被测试样的侧视图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022]本文的上下左右位置关系是根据图1所示而言的。
[0023]如图1-4所示，本实用新型提供一种多轴疲劳性能试验用夹具，其包括两个夹具本体I，两个所述夹具本体I对扣夹持在被测试样2的端部21，所述夹具本体I的内侧开设有凹槽11，所述被测试样2的端部21具有连接部211及夹持部212，所述连接部211容纳在所述凹槽11中，所述夹持部212径向相对的两侧分别形成有平面部213，所述夹具本体I的内表面贴设在所述平面部213上。
[0024]具体是，该多轴疲劳性能试验用夹具由两个夹具本体I组成，该夹具本体I大体呈楔形，其由4340模具钢制成，该夹具本体I热处理后的洛氏硬度可达55HRC?60HRC。如图1所示，该夹具本体I的内侧开设有用于容纳被测试样2的凹槽11，请配合参阅图3所示，两个夹具本体I对扣在被测试样2的端部21，从而实现对被测试样2进行夹持固定的目的。
[0025]如图4所示，本实用新型的被测试样2大体呈圆柱体形，被测试样2的两端部21直径大于被测试样2的中部直径。该被测试样2的端部21由连接部211和夹持部212组成，夹持部212位于被测试样2的中部及连接部211之间，夹持部212径向相对的两侧分别形成有平面部213。
[0026]在本实施例中，连接部211的外径大于夹持部212的外径，这样当两个夹具本体I夹持在被测试样2的端部21时，连接部211恰好容设在夹具本体I的凹槽11内，夹持部212的平面部213贴设在夹具本体I的内表面上。进一步的，连接部211的一端顶抵在凹槽11的上表面上，其另一端开设有螺纹孔，螺纹孔内连接有螺钉3，螺钉3的头部顶抵在凹槽11的下表面上。
[0027]对被测试样2进行多轴疲劳性能试验时，首先，将被测试样2的两端部21连接上螺钉3，然后将本实用新型的多轴疲劳性能试验用夹具夹设在被测试样2的两端部21，此时将被测试样2的连接部211顶抵在夹具本体I的凹槽11上表面上，然后从夹具本体I的下方，通过内六角螺丝刀伸入螺钉3头部的内六角沉孔31来调整螺钉3的位置，使螺钉3的头部顶抵在夹具本体I凹槽11的下表面上。在本实用新型中，夹具本体I的下端内侧开设有安装槽12，该安装槽12大体呈长方体形，其用于给内六角螺丝刀的工作提供足够的旋转角度。
[0028]当被测试样2安装完多轴疲劳性能试验用夹具后，将多轴疲劳性能试验用夹具连接在电液伺服疲劳试验机上，其中，夹具本体I的两侧开设有圆柱销连接孔13，该圆柱销连接孔13内连接有圆柱销，多轴疲劳性能试验用夹具通过圆柱销头部的凹槽处挂连紧固弹簧实现将夹具本体I固定在电液伺服疲劳试验机上，并进行如下三种试验:
[0029]I)扭转加载试验:通过电控系统控制液压压力使多轴疲劳性能试验用夹具夹紧被测试样2，使夹具本体I的内侧表面与被测试样2的平面部213紧密接触并夹紧被测试样2。此时，固定住位于被测试样2下端的多轴疲劳性能试验用夹具，使被测试样2上端的多轴疲劳性能试验用夹具随电液伺服疲劳试验机的活动缸体旋转，从而实现对被测试样2的扭转加载。
[0030]2)轴向拉伸试验:多轴疲劳性能试验用夹具将被测试样2夹紧后，夹具本体I凹槽11的上表面与被测试样2的连接部211紧密接触卡紧。此时，固定住位于被测试样2下端的多轴疲劳性能试验用夹具，使被测试样2上端的多轴疲劳性能试验用夹具通过电液伺服疲劳试验机的活动缸体带动背离连接在被测试样2下端的多轴疲劳性能试验用夹具运动，从而实现对被测试样2的轴向拉伸。
[0031]考虑到夹具本体I的凹槽11的上表面与被测试样2的连接部211的直角配合存在较大应力集中的现象，且需要一定的安装精度，故在凹槽11的上边缘形成倒角结构14，并在被测试样2的连接部211顶抵在凹槽11上表面的端面上开设有半圆形凹槽214，该半圆形凹槽214靠近被测试样2的夹持部212设置，以减小应力集中。
[0032]3)轴向压缩试验:多轴疲劳性能试验用夹具将被测试样2夹紧后，用内六角螺丝刀通过螺钉3头部的内六角沉孔31将螺钉3上旋，旋至螺钉3的头部与夹具本体I的凹槽11下表面紧密接触为止。此时，固定住位于被测试样2下端的多轴疲劳性能试验用夹具，使被测试样2上端的多轴疲劳性能试验用夹具通过电液伺服疲劳试验机的活动缸体带动朝向连接在被测试样2下端的多轴疲劳性能试验用夹具运动，通过螺钉3和被测试样2连接部211的内螺纹配合所产生的承载力实现对被测试样2的轴向压缩。为减小螺纹配合承载的应力水平，开设在连接部211上的螺纹孔采用细牙螺纹结构。
[0033]本实用新型的多轴疲劳性能试验用夹具，能够对被测试样2进行可靠夹持，满足对被测试样进行拉伸、压缩和扭转的多轴疲劳性能试验，其结构简单，操作方便，其可广泛应用于因测试材料硬度大而不易夹持的薄壁空心圆管试样的低循环多轴疲劳性能试验中。本实用新型可直接安装于电液伺服疲劳试验机的活动缸体上，无需多余连接附件，减少了因附加其他装置而产生的对中问题。
[0034]配合参阅图2所示，根据本实用新型的一个实施方式，所述夹具本体I的上端面连接有定位片4。具体是，定位片4大体呈L形，其L形长边上开设有调整槽41，夹具本体I的上端面靠近夹具本体I的内侧边缘处设有刻度15，夹具本体I的上端开设有两个连接孔16，定位片4的L形长边通过螺钉穿设在定位片4的调整槽41内而将定位片4连接在夹具本体I的连接孔16内。该定位片4通过其L形短边实现对被测试样2的位置调整，使被测试样2安装在多轴疲劳性能试验用夹具上时，满足试验要求。
[0035]以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。
【权利要求】
1.一种多轴疲劳性能试验用夹具，其特征在于，其包括两个夹具本体，两个所述夹具本体对扣夹持在被测试样的端部，所述夹具本体的内侧开设有凹槽，所述被测试样的端部具有连接部及夹持部，所述连接部容纳在所述凹槽中，所述夹持部径向相对的两侧分别形成有平面部，所述夹具本体的内表面贴设在所述平面部上。
2.如权利要求1所述的多轴疲劳性能试验用夹具，其特征在于，所述夹具本体的上端面连接有定位片。
3.如权利要求1所述的多轴疲劳性能试验用夹具，其特征在于，所述夹具本体的下端内侧开设有安装槽。
4.如权利要求1所述的多轴疲劳性能试验用夹具，其特征在于，所述夹具本体的两侧分别开设有圆柱销连接孔。
5.如权利要求1所述的多轴疲劳性能试验用夹具，其特征在于，所述连接部的外径大于所述夹持部的外径，所述连接部的一端顶抵在所述凹槽的上表面上，其另一端开设有螺纹孔。
6.如权利要求5所述的多轴疲劳性能试验用夹具，其特征在于，所述螺纹孔内连接有螺钉，所述螺钉顶抵在所述凹槽的下表面上。
7.如权利要求5所述的多轴疲劳性能试验用夹具，其特征在于，所述连接部顶抵在所述凹槽上表面的端面上开设有半圆形凹槽。
8.如权利要求1所述的多轴疲劳性能试验用夹具，其特征在于，所述凹槽的上边缘形成有倒角结构。
【文档编号】G01N3/04GK204101374SQ201420569827
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】李伟, 张晓航, 张震宇, 邓海龙, 孙振铎 申请人:北京理工大学