大载荷宽厚板拉伸试验性能方法及其试验装置的制造方法_2

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的要求。因此,本发明的试验装置在省略要素的同时,产生了预料不到的技术效果。
【附图说明】
[0030]图1是本发明的大载荷宽厚板拉伸性能试验装置的结构示意图;
[0031]图2是本发明的大载荷宽厚板拉伸性能试验装置的俯视图;
[0032]图3是现有的止裂韧性试验方法的标准试样规格图;
[0033]图4是现有的止裂韧性试验方法的试样焊接装配示意图;
[0034]图5是本发明的试验装置使用的止裂韧性试验试样的焊接装配示意图;
[0035]图6是受力翼与焊接了 T型牵引块的试样组成的H型拉伸牵引组件的结构示意图;
[0036]图7是本发明的试验装置冷却槽就位状态的内部结构示意图;
[0037]图8是本发明的试验装置的冷却槽结构示意图;
[0038]图9是本发明的试验装置冷却槽离线状态的内部结构示意图;
[0039]图10是加装安全罩的大载荷宽厚板拉伸性能试验装置的示意图;
[0040]图11是《GB/T 13450-92对接焊接头宽板拉伸试验方法》规定的试样规格图;[0041 ] 图12是《GB/T 13450-92对接焊接头宽板拉伸试验方法》的试样焊接装配示意图。
[0042]图中,1-试样,2-T型牵引±夬,3-受力翼,31 -牵引槽,4-液压缸,5-行程垫片,6-垫片底座,7-液压缸底座,8-行走轨道,9-牵引组件支架,10-防冲击拉杆组件,101-压缩弹簧,102-拉杆支架,11-冷却槽,111-冷却槽体,112-密封压板,113-加压弹簧,114-螺栓,12-冷却槽升降行走机构,13-冲击锤,15-安全罩。
【具体实施方式】
[0043]为了能更好地理解本发明的上述技术方案,下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。
[0044]本发明的大载荷宽厚板拉伸性能试验方法,用于对接焊接头宽板的拉伸试验和厚板拉伸止裂韧性试验,本发明的试验方法摒弃了现有拉伸试验机的牌坊式机架,通过两个同步加压的液压缸4对试样I施加拉伸张力,利用“作用力与反作用力原理”将液压缸4的推力直接转换成从两端对试样I施加的拉力:
[0045]试样I的两端分别设有一个受力翼3,受力翼3与试样I组合,构成H型拉伸牵引组件,如图6所示。
[0046]两个液压缸4并列置于试样I的两侧,液压缸4推动H型拉伸牵引组件两端的受力翼3,直接在试样I的两端产生均布的拉伸力。
[0047]根据本发明的试验方法的一种较佳的实施方案,液压缸4的液压回路包括油压传感器,本发明的试验方法使用计算机或可编程控制器PLC程序,通过油压传感器,监测和控制液压缸的推力,记录和分析液压缸的推力,获得试样拉力的力-时间曲线,用于后续工艺分析。
[0048]根据本发明的试验方法的一种更好的实施方案,试样I的两侧配有引伸计(常规拉伸试验机的必备配件),可以通过引伸计获得位移-时间曲线。还可以根据工艺要求决定在试样I的相关位置贴上应变片,可直接测量试样在拉伸过程中的应变情况,获得试样在拉伸过程中的应变数据,以便为新型宽厚钢板的研究积累实验数据。
[0049]根据本发明的试验方法的一种改进的实施方案,液压缸4的液压回路设置程序控制快速卸荷功能,可以根据试验程序控制液压缸立即卸荷,保持止裂位置;例如,在止裂试验时,计算机或PLC控制系统在驱动冲击锤13打击后经过极短瞬间延时,由程序控制液压系统对液压缸4进行快速卸荷,以消除在试样开裂的瞬间液压系统可能出现的滞后值。具体延时时间可根据试样材料规格和试验要求在现场调试确定,例如50ms?100ms。程序控制快速卸荷功能还具有保护试验装置安全的功能,可以在试样拉裂或拉断,油压突然下降时,实现液压缸4自动立即卸荷,瞬间将通往液压缸4的压力油接入泄油口,使得油压接近零,立即停止试验进程,从而保证试验装置和操作人员的安全。
[0050]使用上述大载荷宽厚板拉伸性能试验方法的一个大载荷宽厚板拉伸性能试验装置的一个实施例如图1和图2所示。在本实施例中,试验装置包括两个液压缸4,和两个受力翼3,每个受力翼3的中部设有一个牵引槽31 ;两个受力翼3相对配置在液压缸4的两端,受力翼3的牵引槽31互相对正;试样I的两端分别焊接一个T型牵引块2,T型牵引块2分别嵌入两个受力翼3的牵引槽31内,与所述的两个受力翼3组合构成H型拉伸牵引组件,如图6所示。
[0051]两个液压缸4与试样I并列,置于试样I的两侧,在图2所示的俯视图中可以看出,H型拉伸牵引组件的字母“H”的左右两条竖线为两个受力翼3,字母“H”的横线为试样I,两个液压缸4分别位于字母“H”的上下两个空间内,与试样I并列。液压缸4推动H型拉伸牵引组件两端的受力翼3,通过嵌入牵引槽31的T型牵引块2,给试样I施加均布的拉伸力。
[0052]在图1所示的本发明的试验装置的实施例中,试验装置还包括牵引组件支架9,行走轨道8和液压缸底座7 ;H型拉伸牵引组件依靠其自身重力非固定地搁置在牵引组件支架9上,液压缸4通过液压缸底座7置于行走轨道8上,图1中仅用双向箭头表示行走轨道8的移动方向,忽略了具体的轨道结构。
[0053]在图7和图9所示的本发明的试验装置的实施例中,还包括用于形成温度梯度的冷却装置和用于施加冲击力的冲击锤,可以用于对接焊接头宽板的拉伸试验和厚板拉伸止裂韧性试验,为了更清楚地表示本发明的试验装置的内部结构,图7和图9所示的实施例仅表示两个液压缸中的一个,以便展示出试验装置的内部结构中的冷却槽11和冷却槽升降行走机构12 ;冷却槽11的结构如图8所示,包括冷却槽体111和一对密封压板112,密封压板112通过加压弹簧113和螺栓114连接到冷却槽体111上,密封压板112在加压弹簧113的弹力作用下,紧贴在试样I的两面;密封压板112的上方加工成圆弧角,便于冷却槽11在升降行走机构12驱动下,从下向上对准试样I并紧贴在试样I的底部。冷却槽11用于盛放冷却试样I的液氮,冷却槽体111和密封压板112与试样I接触的部分敷设羊毛毡,以加强密封效果、防止液氮流出。
[0054]在图7和图9所示的实施例中,本发明的试验装置还包括冲击锤13,冲击锤13采用弹簧式或者气锤式驱动方式,冲击锤13置于试样的下方,在实验过程中,冲击锤13可以按预定的冲击功打击到试样I下方的缺口上,使试样产生裂纹。
[0055]根据本发明的试验装置的一种改进的实施例,为了降低造价,液压缸4采用短行程液压缸,液压缸4安装在液压缸底座7上;液压缸4的前后两端与受力翼3之间配有行程垫片5,用于补偿液压缸4的行程;行程垫片5的头部与受力翼4之间采用球状凸凹面接触,以部分抵消受力翼3受力而发生弹性变形时产生的错位。行程垫片5下方配有垫片底座6,使行程垫片5与液压缸4保持同心;垫片底座6置于行走轨道8上。液压缸底座7和垫片底座6设有行走轮,当液压缸4通油顶出时,液压缸4和行程垫片5可沿图1所示的行走轨道8的双向箭头方向前后滑移。
[0056]在图1和图2所示的本发明的试验装置的实施例中,受力翼3的两端设有防冲击拉杆组件10,防冲击拉杆组件10由两端配有压缩弹簧101的长杆和拉杆支架102构成,拉杆支架102固定在受力翼3上,长杆的两端穿过拉杆支架102上的孔,与压缩弹簧101共同构成机械式缓冲阻尼机构。
[0057]本发明的试验方法和试验装置中的液压控制比较简单,均属于常规的液压控制技术,在此不作详细描述,仅提出液压设计要求如下:
[0058]①两个液压缸4必须设计同步回路,以保证两个液压缸同步推动,H型拉伸牵引组件受力均衡,不发生偏移。
[0059]②系统通入件液压缸4的压力油必须是大压力、小流量,确保液压缸的活塞杆只能缓慢伸缩。
[0060]大压力:工艺所需的拉力F确定后,由于液压系统的常用压强P通常为28Mpa,因此可计算活塞面积S(S = F/p),则活塞直径D再由公式S = JT D2/4计算出来。
[0061]小流量:调节“节流阀”,限制对液压缸有杆腔的供油速度,确保液压缸活塞的伸出速度约5mm/s左右,不能过大,以确保安全。
[0062]从强制安全的角度出发,还可以受力翼3的设置安全机械止挡,防止件试样I过载拉断的瞬间件⑶受力翼向两侧快速滑移而产生设备或人员伤害。不过,只要满足上述第②条对液压缸4小流量供油,同时液压控制系统具有油压突变时快速卸荷功能,再配合件防冲击拉杆组件10,那么这种风险完全在可控制的范围内。本发明的装置外加安全罩15后,其外形如图11所示,图中将本发明的试验装置放在钢平台上,安全罩15的高度略低于操作人员的视线高度,操作人员可以在安全罩15之外观察试验过程。
[0063]为了进一步说明本发明的技术方案的巨大优势,在这里对比传统4000吨级拉伸机与本发明的技术方案在造价上的显著差异:国内某4000吨级拉伸机造价Y5000万元;而用本发明的技术方案,最
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