一种用于微标距长度薄板条样品拉伸测试的透槽卡具的制作方法

本实用新型涉及一种用于板条样品拉伸测试的卡具，特征是相比于现有通用卡具或夹具，能满足最小3mm长度微标距、0.3～0.5mm厚度板条样品的拉伸测试，并且适用于使用视频延伸计以得到精确的拉伸测试数据。

背景技术：

目前，随着材料科学研究的发展，材料制备技术常常有很多诸如高温、高压、大变形、极低温等极端条件，或者纳米粉料等特殊材料。受限于工艺、成本等考虑，这些特殊的制备条件往往由特殊的加工设备来实现，所得到样品的最终尺寸极为短小，比如，钛合金高压扭转变形制备得到的样品尺寸大约为10mm左右直径、0.5mm左右厚度，切割后得到的条带状样品可用总长度仅有8mm左右。对于此类样品，在进行机械性能测定时，根据拉伸测试国家标准加工得到的样品标距长度在3到4mm之间，现有通用的卡具或者夹具都不满足要求。与此同时，随着对测试数据精确性的要求，拉伸测试中越来越多的采用了视频延伸计。在采用视频延伸计进行样品的拉伸测试时，要求样品标距标记点能有足够的光照，以便于视频延伸计获取对标记点的光学感应，因此还需要夹具结构的设计能尽量减小夹具对样品受光的影响。

为了解决此类样品的拉伸测试问题，设计了本实用新型的开口销夹持样品的T型透槽卡具方案。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是：

1)通过卡具上T型透槽的水平肩部设计实现微标距样品的拉伸加载。

2)通过开口销夹持样品，增加微标距样品的端部在厚度方向上的刚性，避免拉伸测试过程中失稳，保证拉伸加载的稳定。

3)拉伸测试时，微标距样品放置于卡具的T型透槽内，样品标距的标记点不受阻挡，有利于进行极限微标距样品的拉伸测试。

4)在卡具前端加工斜面，减少因为透槽深度对环境光照射样品的影响而导致的样品亮度不够问题，便于视频延伸计对样品标距标记点的感应。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

在夹具上设计T型透槽，T型透槽的水平肩部用于对样品端部的水平部位加载。T型透槽窄槽宽度略大于样品均匀段宽度，宽槽宽度比样品端部宽度稍大。T型透槽肩部加工0.5mm的过渡圆角。

开口销由标准圆柱销以中线为基准切割出稍大于样品厚度的夹持缝隙，本实施例中夹持缝隙宽度0.6mm，拉伸样品厚度要求不大于0.5mm。开口销前端开口加工有10°的导向角，以便在装入过程中样品端部沿导向进入开口销缝隙中。开口销夹持缝隙端部由弹性卡箍并紧，保证开口销的夹持缝隙对样品的夹持作用，增加微标距样品的端部在厚度方向上的刚性，避免拉伸测试过程中失稳，保证拉伸加载的稳定。夹具本体上加工销孔，孔径与开口销直径为间隙配合，以便于在拉伸过程中样品受拉力找正时，开口销可以自由转动，避免开口销的夹持缝隙对样品方向产生限制而干扰测试结果。夹具本体上加工的销孔与T型透槽肩部相切，充分保证开口销对样品的夹持效果。

拉伸测试时，微标距样品放置于卡具的T型透槽内，样品标距的标记点不受阻挡。根据设计，本实用新型卡具T型透槽肩部厚度为1.5mm可以保证在拉断拉伸样品时夹具不发生损坏，因此可以进行拉伸测试的样品的最小标距为3mm，远小于现有拉伸测试使用的通用卡具。在卡具前端加工斜面，使样品标距标记点离卡具表面的距离缩短，减少因为透槽深度对环境光照射样品的影响而导致的样品亮度不够问题，便于视频延伸计对标距标记点的感应。本实用新型的具体实施例中在卡具上加工60°的斜面，样品标距标记点离卡具表面的距离约为2.4mm。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型设计结构简便，实现的原理清晰明了，解决了现有通用的卡具或者夹具不适用微标距样品拉伸测试的问题。实际测试中操作简单，易于掌握。在具体实施例中，对比与已有测试样的拉伸数据，多次拉伸测试试验表明，测试结果重复性好，本实用新型的设计对测试结果无不良影响，满足了采用视频延伸计的微标距长度板条样品拉伸测试需要。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构原理图。

图2是样品加载示意图。

图3是夹具与样品尺寸关系图。

图4是开口销夹持缝隙尺寸图。

图中1-卡具、2-开口销、3-拉伸样品、4-弹性卡箍。

具体实施方式

在图1中，拉伸样品(3)放置于卡具(1)T型透槽内，开口销(2)夹持拉伸样品(3)的端部，开口销(2)夹持缝隙端部由弹性卡箍(4)并紧。卡具(1)端部螺纹与拉伸试验机连接进行拉伸实验。

在图2中，拉伸样品(3)中间均匀段点上荧光标记点，放置于卡具(1)T型透槽内。卡具(1)T型透槽肩部厚度为1.5mm。在卡具(1)前端加工60°斜面，使样品标距标记点离卡具表面的距离缩短，约为2.4mm。

在图3中，拉伸样品(3)中间均匀段点上荧光标记点，对中放置于卡具(1)T型透槽内。卡具(1)T型透槽的窄槽宽度比样品均匀段宽度每边大0.1mm，宽槽宽度比样品端部宽度每边大0.25mm，T型透槽肩部加工0.5mm的过渡圆角。

在图4中，开口销(2)夹持缝隙宽度0.6mm，前端开口加工有10°的导向角。

本实施例中所采用样品的为薄带试样，满足中华人民共和国国家标准GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》所指定的标准。实验所采用的材料拉伸机型号为Instron-5848Micro Tester(2KN)。