一种金属管材径向循环加载试验夹具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种金属管材径向循环加载试验夹具，特别是一种小管径金属管 材环向疲劳试验夹具，尤其是管材环向的脉动、拉伸和拉压疲劳性能的测试，属于材料力学 试验装备领域。
【背景技术】
[0002] 金属管材是一种中空的长条圆形型材，主要广泛用于石油、化工、医疗、食品、轻 工、机械仪表、航空等工业输送管道W及机械结构部件等。另外，在折弯、抗扭强度相同时， 重量较轻，所W也广泛用于制造机械零件和工程结构，也常用作生产各种常规武器、枪管、 炮弹、液压管路等。
[0003] 金属管材主要是通过冷社工艺制备，在变形工程中容易形成织构，造成材料力学 性能的各向异性。管材在工作条件下，往往是环向受力大于轴向，且还会承受疲劳载荷，如 航空液压管路系统。轴向力学性能不能简单的代替环向力学性能，也很难推测环向的力学 性能。管材轴向尺寸较大，夹持相对容易，目前的管材力学性能主要是沿管材轴向测试。李 远眷和陈琳(管材高溫低周疲劳实验方法及数据处理，中国有色金属学报，2003，13:pp721- 726)在-Ti铁合金管材两头插入堵条，然后用试验机液压卡头夹持，管材试样中部磨削出弧 形槽，测试了管材高溫低周疲劳轴向性能。李远眷等(φ WX2.0Ti-A^Zr铁合金管材的高 溫低周疲劳性能研究，核动力工程，2003，24: PP307-311)用同样方法研究了错合金管材轴 向的低周疲劳寿命和循环相应特性。管材环向力学性能基本采用类似对开式拉力盘法(N 0 L)的对开式拉伸法进行，但试样不固定，结构刚度不高，疲劳试验机会发生不能启振，振动 频率不高，会载荷过冲等问题，导致试验无法进行或数据不准。目前尚无任何可实现小管径 金属管材环向疲劳性能测试的技术方案和相应的夹具。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的是提供一种金属管材径向循环加载试验夹具，填补现有材料试 验金属无法对金属管材环向进行材料疲劳性能测试的空白，实现对小口径金属管材脉动和 拉拉疲劳试验，调整2个挂块半圆凸台之间的间隙，还能进行拉压疲劳试验。
[0005] 本实用新型的目的通过W下技术方案来具体实现：
[0006] -种金属管材径向循环加载试验夹具，用于金属管材环向疲劳试验中对管材的夹 持，包括两个夹体，每个夹体上挂接有挂块，挂块可滑动的安装在夹体上，挂块的一侧设有 半圆柱形凸台，两个挂块对接后使半圆柱形凸台拼合成为圆柱体，在每个半圆柱形凸台的 外侧设有半圆环形压环，所述半圆环形压环的弧长小于1/2圆周，并且所述半圆环形压环与 半圆柱形凸台之间保留有间隙，所述的间隙允许安装管材试样。
[0007] 所述金属管材的直径不超过50mm。
[0008] 在半圆柱形凸台的外圆表面上加工螺纹孔，并对应的在半圆环形压环上开有螺纹 孔，圆环形压环安装在管材试样外部时，通过螺钉穿过半圆环形压环并连接在半圆柱形凸 台上，w将管材试样固定。
[0009] 进一步的，所述半圆环形压环与半圆柱形凸台同轴设置。
[0010] 夹体上设有与挂块配合连接并对滑块具有径向限位作用的滑槽，挂块能够在滑槽 中滑动，并且滑槽对挂块在滑动方向W外的方向进行限位。
[0011] 优选的，所述滑槽为燕尾槽形状或T形槽形状。
[0012] 更进一步优选的，滑槽的侧壁上开有螺纹孔，通过锁紧螺钉连接螺纹孔中W对挂 块锁紧。
[0013] 在所述夹体之间、所述挂块之间或所述半圆柱形凸台之间设有定位结构，用W引 导定位，使两个夹体对接后，两个半圆柱形凸台拼合成为圆柱体。
[0014] 所述定位结构可为锥形、梯形、矩形、圆形或Ξ角形。
[0015] 所述夹体上设有连接件，通过两个夹体上的连接件将两个夹体向两侧驱动，所述 连接件与夹体一体成型或通过可拆卸的方式连接在夹体上。
[0016] 进一步优选的，所述连接件为螺杆或螺纹管。
[0017] 所述连接件与所述半圆柱形凸台位于同一直线上，所述连接件的轴线穿过半圆柱 形凸台的中线，使连接件将夹体向两侧拉动时，对套接在半圆柱形凸台上的测试管材施加 正向的拉力。
[0018] 更进一步优选的，两个所述夹体、挂块均为对称结构，并且对称安装。
[0019] 在实际试验时，先从金属管材沿垂直管材轴向切割一段管材(一般为3-5mm管段） 作为管材试样，端面抛光。上下夹体通过上部的连接件与疲劳试验机连接，再用锁紧螺钉锁 死。挂块燕尾端插入夹体下部的燕尾通槽中，2个紧固螺栓，分别从夹体的两侧螺纹孔，旋进 挂块的螺纹孔中，将夹体与挂块梓紧为一体。移动试验机的上下夹头，使上下夹体中挂块的 2个半圆柱形凸台合犹，将管材试样套入其中。然后把半圆环形压环放在试样，通过紧固螺 栓，梓入半圆柱形凸台上的螺孔，将管材试样牢牢压紧。开启试验机，施加设定的疲劳载荷 和频率，可W获得管材环向的疲劳强度、疲劳寿命及S-N曲线等试验数据。
[0020] 采用本实用新型的方案，准备系列挂块，半圆柱形凸台的外径与各种管材相匹配， 而不需变更夹体，便可满足不同管径金属管材的环向疲劳性能的测试。夹具结构简单，操 作方便，通用性强，节省试验材料。
【附图说明】
[0021 ]下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0022] 图1是本实用新型实施例所述金属管材径向循环加载试验夹具的正面结构示意 图，图中省略了半圆环形压环。
[0023] 图2是本实用新型实施例所述金属管材径向循环加载试验夹具的侧面结构示意 图，图中省略了半圆环形压环。
[0024] 图3是本实用新型实施例所述金属管材径向循环加载试验夹具的正面装配示意 图。
[0025] 图4是本实用新型实施例所述金属管材径向循环加载试验夹具的侧面装配示意 图。
[0026] 图5是本实用新型实施例所述金属管材径向循环加载试验夹具的另一种结构示意 图，图中省略了半圆环形压环；
[0027] 其中：1-夹体、2-挂块、3-半圆柱形凸台、4-半圆环形压环、5-连接件、6-定位结构、 7-滑槽。
【具体实施方式】
[0028] W下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例 仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0029] 实施例一
[0030] 如图1-4所示，本实用新型实施例所述一种金属管材径向循环加载试验夹具，用于 金属管材环向疲劳试验中对管材的夹持，包括两个夹体1，每个夹体上挂接有挂块2,挂块2 能够滑动的安装在夹体1上，挂块2的一侧设有半圆柱形凸台3,两个挂块2对接后使半圆柱 形凸台3拼合成为圆柱体，在每个半圆柱形凸台3的外侧设有半圆环形压环4,所述半圆环形 压环4的弧长小于1/2圆周，并且所述半圆环形压环与半圆柱形凸台之间保留有间隙，所述 的间隙允许安装管材试样。
[0031] 所述金属管材的直径不超过50mm。
[0032] 在半圆柱形凸台3的外圆表面上加工螺纹孔，并对应的在半圆环形压环4上开有螺 纹孔，半圆环形压环安装在管材试样外部时，通过螺钉穿过半圆环形压环并连接在半圆柱 形凸台上，W将管材试样固定。
[0033] 进一步的，所述半圆环形压环与半圆柱形凸台的同轴设置。
[0034] 夹体1上设有与挂块配合连接并对滑块具有径向限位作用的滑槽7,使挂块可在滑 槽7中滑动并对挂块在滑动方向W外的方向进行限位。
[0035] 优选的，所述滑槽7为燕尾槽形状或T形槽形状。
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