在拉伸设备上进行压缩蠕变试验用组件的制作方法

本实用新型涉及材料的压缩蠕变试验领域，尤其是涉及在拉伸设备上进行压缩蠕变试验用组件。

背景技术：

材料在不同温度条件下受到持续压力作用时，随着时间的延长，材料内部的组织结构会产生缓慢的塑性变形，这种现象被称为材料的蠕变现象。目前有大量的材料被运用于基座、支架、储存罐、千斤顶、空气压缩机、石油化工压力容器、航空和火箭设备等受持续压力作用的工作环境中，但材料在特定条件下发生蠕变会导致其力学性能及稳定性的失效，从而造成了内在的安全隐患。近年来，各类材料因受压缩蠕变而失效的案例和公开发表文献表明，进一步探究材料的压缩蠕变试验方法刻不容缓。如今，拉伸蠕变试验方法已经很成熟，但是压缩蠕变试验方法并不完善，部分材料的压缩蠕变试验方法还在探索中。

目前，金属材料压缩蠕变试验参照gb/t7314-2017《金属材料室温压缩试验方法》执行，通过对试样轴向施加递增的单向压缩力，测定相关材料的压缩蠕变力学性能；gb/t15048-94《硬质泡沫塑料压缩蠕变试验方法》的加载组件中要求：加载组件由两块平行板和砝码组成，两平行板应能垂直压缩试样。两板中的一块为有导向组件的动板，其横向位移应小于1mm。两块平行板在试验过程中应不变形。试验中应能测量试样厚度，精确至0.1mm。基于这两个标准的要求，现有技术中，采用普通的拉伸设备（不仅指拉伸试验机，还包括各种能够满足拉伸功能的试验机）进行压缩蠕变试验时，同时满足“对试样轴向施加递增的单向压缩力”、“横向位移应小于1mm”和“能精确测量试样厚度”的要求相对困难，因此需要借助一些组件配合拉伸设备进行试样压缩蠕变试验。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供在拉伸设备上进行压缩蠕变试验用组件，该组件能够配合拉伸设备进行压缩蠕变试验，减小或避免横向位移的发生，在对试样轴向施加递增的单向压缩里进行压缩蠕变试验的同时能够测量试样的厚度。

本实用新型为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：

在拉伸设备上进行压缩蠕变试验用组件，包括支撑部件，支撑部件的下端面设有横向贯通并向上延伸的凹槽，在凹槽内设有能够沿凹槽两侧壁上下滑动的压缩部件；在凹槽的两侧壁上对称设有截面呈矩形的通孔i，压缩部件中部设有能够与通孔i连通且大小完全一致的通孔ii，中心位置用于放置试样的置物台穿过通孔i和通孔ii置于支撑部件内，置物台两端底部设有用于限制支撑部件与压缩部件左右方向相对移动的凸块，置物台的宽度与通孔i相匹配，置物台的两端部可拆卸连接有光栅夹具，光栅夹具用于夹持与计算机连接以测量试样厚度的光栅，压缩部件上部可拆卸连接有与两个光栅配合推动光栅下移的光栅顶板，光栅顶板的轴线与光栅夹具的轴线处于同一平面内；压缩部件底部固定连接有底座，支撑部件顶部和底座底部分别设有能够与试验机上横梁、下底座可拆卸连接的连接杆。

进一步地，支撑部件为长方体，压缩部件为长方体。

进一步地，凹槽内壁设有导向槽，压缩部件的相应侧壁上设有与导向槽匹配的导轨。

进一步地，所述光栅顶板包括位于中部的与压缩部件上部匹配的凸槽和与凸槽的两侧壁连接的水平板，凸槽的两侧壁及压缩部件相应位置对称设有供螺栓穿过的光孔以限制光栅顶板在上下方向发生移动。

进一步地，置物台的两端部设有螺纹孔，光栅夹具包括位于上部的与螺纹孔配合的螺杆，螺杆底部固定连接有圆筒以供光栅从光栅夹具底部推至与光栅顶板下表面接触，圆筒内设有夹持光栅的夹手。

有益效果：

如上所述，本实用新型的在拉伸设备上进行压缩蠕变试验用组件，具有以下有益效果：

1）、该组件通过设置中心线一致且可相对滑动的支撑部件和压缩部件，能够保证对试样轴向施加递增的单向压缩力进行压缩蠕变试验；通过设置带有凸块的置物台以减小或避免横向位移的发生；通过在置物台两端部设置光栅夹具以夹持光栅配合光栅顶板能够精确测量试样的实时厚度；通过设置与拉伸设备可拆卸连接的连接杆以快速将该组件从试验机上取下。

2）、在置物台的两端底部设有凸块用于对置物台进行限位，防止置物台随意移动的同时，也能限制支撑部件和压缩部件的相对位置，满足试样压缩蠕变试验时横向位移应较小的要求，有效保证试样结果的准确性。

3）、该组件通过与拉伸设备配合能够方便进行试样的压缩蠕变试验，结构简单，拆分组合方便，可重复使用，试样更换方便，设计合理，采用该组件可使压缩蠕变试验操作简单，提高了测试效率。

下面结合实施例附图和具体实施例对本实用新型做进一步具体详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。

图1是本实用新型的主视结构示意图。

图2是图1中a-a处的剖视图。

图3是图2中b-b处的剖视图。

图4是图3中i处的放大示意图。

图5是图1中支撑部件2的主视图。

图6是图5中支撑部件2的左视图。

图7是图1中压缩部件3的主视图。

图8是图7中压缩部件3的左视图。

图9是图1中光栅顶板4的主视图。

图10是图1中置物台5的主视图。

图11是图10中置物台5的俯视图。

图12是采用本实用新型的组件进行钛合金压缩蠕变试验结果。

图示标记：1、连接杆，2、支撑部件，21、凹槽，22、通孔i，3、压缩部件，31、通孔ii，4、光栅顶板，5、置物台，6、光栅夹具，7、底座。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供在拉伸设备上进行压缩蠕变试验用组件，该组件与拉伸设备配合使用进行压缩蠕变试验，减小或避免横向位移的发生，在对试样轴向施加递增的单向压缩里进行压缩蠕变试验的同时能够测量试样的厚度。

需要说明的是，本实用新型中用拉伸设备与该组件配合使用，进行试样的压缩蠕变试验。其中，拉伸设备不仅仅只拉伸试验机，还包括能在拉伸的前提下进行材料压缩蠕变试验的试验机，如万能电子试验机或材料蠕变试验机。

如图1-11所示，在拉伸设备上进行压缩蠕变试验用组件包括中心位置设有开口向下的凹槽21的支撑部件2以及与支撑部件2中心线一致的能够沿凹槽21内壁上下滑动的压缩部件3。支撑部件凹槽21的两侧壁上均设有截面呈矩形的通孔i22，压缩部件3中部设有与通孔i22连通且完全一致的通孔ii31，中心位置用于放置试样的置物台5穿过通孔i22和通孔ii31置于支撑部件2内，置物台5两端部均可拆卸连接有光栅夹具6，光栅夹具6用于夹持与计算机连接的光栅，通过光栅和光栅数显表的作用能够实现对试样厚度的测量。压缩部件3顶部可拆卸连接有与两个光栅配合推动光栅下移的光栅顶板4；压缩部件3底部与底座7固定连接，支撑部件2顶部和底座7底部分别设有能够与试验机上横梁、下底座可拆卸连接的连接杆1。

作为本实用新型的一个实施例，支撑部件2呈长方体，压缩部件3呈长方体，支撑部件2中心的凹槽21与压缩部件3配合并能保证压缩部件3上下滑动保证对试样轴向施加递增的单向压缩力进行压缩蠕变试验；通孔i22和通孔ii31的截面呈矩形以方便置物台5与之匹配。

具体的，如图10-11所述，置物台5的两端部设有螺纹孔，光栅夹具6包括位于上部的与螺纹孔配合的螺杆，螺杆底部固定连接有圆筒以供光栅从光栅夹具6底部推至与光栅顶板4下表面接触。圆筒内部设有可夹持光栅的多个夹手，夹手的具体形状为现有技术。在压缩蠕变试验过程中，由于材料形变较慢，试样厚度变化较慢，因此不用担心光栅会受强烈的作用力而从光栅夹具中脱落。

需要说明的是，本实用新型中的光栅与计算机连接，在压缩蠕变试验过程中，通过光栅顶板推动光栅移动，使计算机实时记录光栅的相对位移，进而再通过记录的实验数据计算试样的厚度。

本实用新型中的光栅与计算机采用现有技术，只要能满足测量试样厚度的要求均可。

为实现压缩部件3能够相对于支撑部件2滑动，在支撑部件凹槽21内壁设有导向槽，压缩部件3的相应侧壁上设有与导向槽匹配的导轨；当然，也可以选择将导向槽设置于压缩部件3的相应侧壁上或选择其他类型的滑动方式。

需要说明的是，置物台5两端底部设有用于限制支撑部件2与压缩部件3左右方向相对移动的凸块，置物台的宽度与通孔i的宽度相等。置物台5的两端部设有凸块，凸块之间的距离与支撑部件2沿通孔i22延伸方向的长度相等，在保证置物台5不会随意移动的同时，也能保证支撑部件2和压缩部件3左右方向的相对位置不变。因此，置物台5不仅具有支撑试样的作用，还具有限位的作用。

需要说明的是，如图9所示，光栅顶板4包括位于中部的与压缩部件3上部匹配的凸槽和与凸槽的两侧壁连接的水平板，凸槽的两侧壁及压缩部件3相应位置对称设有供螺栓穿过的光孔以限制光栅顶板4在上下方向发生移动。

本实用新型组件的使用方法及安装顺序为：

步骤一、将其中一根连接杆1的两端部与已启动的拉伸设备的下底座和该组件底座7的相应位置连接；将另外一根连接杆1与拉伸设备的横梁和该组件的底座7的相应位置连接；

步骤二、将压缩部件3滑动安装于支撑部件2的凹槽21内，调整支撑部件2使压缩部件3与支撑部件2中心线一致且保证通孔i22和通孔ii31连通；

步骤三、将置物台5穿过通孔i22和通孔ii31放置，调整置物台5使置物台5通过两端部的凸块卡设在压缩部件3相应位置上；

步骤四、将光栅夹具6与置物台5的两端部连接，将光栅顶板4与压缩部件3上部连接；

步骤五、将光栅安装于光栅夹具6上，调整光栅使其顶部与光栅顶板4的底面接触；启动拉伸设备，利用光栅顶板4向下推动光栅以方便放置试样；

步骤六、将试样置于置物台5的中心位置，并调整光栅顶部与光栅顶板4底面接触；即可开始压缩蠕变试验。

该组件不限制试样的具体形状，且需要更换压缩蠕变试验试样时，也无需全部拆卸，只需要移动光栅至合适位置，再直接更换试样即可。整体操作简单，提高了试验效率。

图12所示为钛合金用该组件进行的常温压缩蠕变试验结果。由图12可以看出，在一定温度和一定时间内，不同试验应力可采用该组件进行压缩蠕变试验，并且试验全部取得成功，得到满意的试验数据（与厂家所给出的该钛合金的压缩蠕变试验标准范围比较）。说明该组件可行实用。

该组件结构简单，拆分组合方便，可重复使用，设计合理，采用该组件可使压缩蠕变试验操作简单，提高了测试效率。此组件也能够避免利用试验机时由于横梁发生横向位移而使施加力倾斜进而使试样发生失稳的问题。

本说明书中各个实施例采取递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的在拉伸设备上进行压缩蠕变试验用组件进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理和具体实施方式进行了阐述，上述实施例仅用来帮助理解本实用新型的方法和核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型的保护范围内。