组合式三点弯曲试验压头装置的制作方法

本实用新型属于材料力学性能检测与试验技术领域，具体涉及一种组合式三点弯曲试验压头装置。

背景技术：

三点弯曲试验是检测材料承受弯曲塑性变形能力的有效方法，常用的金属材料弯曲试验标准主要有：GB/T 232《金属材料弯曲试验方法》、ASTM E 190《焊缝塑性导向弯曲试验方法》、ASTM E 290《金属材料延性弯曲试验方法》等。该试验是将圆形、方形、矩形或多边形横截面试样放在相距一定距离的两个支撑点上，弯曲试验压头在两个支撑点中点上方对试样施加一个向下的载荷，试样在接触点形成的力矩作用下发生三点弯曲，直至达到规定的弯曲角度，当试样弯曲外表面无可见裂纹时则评定为合格。GB/T 232《金属材料弯曲试验方法》推荐的支辊式三点弯曲试验示意图如图1所示。

按照标准规定，弯曲试验应以相关产品标准规定的弯曲角度作为最小值，以规定的弯曲直径作为最大值进行试验。弯曲角度可以通过弯曲压头压下位移量来控制，而弯曲直径则需通过配置相应规格的弯曲压头来保证。

为了满足不同弯曲直径弯曲试验的要求，大多数实验室、检测机构通常要配备数十种乃至上百种规格的实心弯曲试验压头，同时还需要占用大量的堆放空间。此外，在进行不同规格的大弯曲直径弯曲试验时，试验人员需要频繁更换直径较大的弯曲试验压头，耗时耗力，十分不便。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种组合式三点弯曲试验压头装置，可有效解决上述问题，具有较大的推广价值。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种组合式三点弯曲试验压头装置，包括基准压头(1)、n个直径递增的弯曲压头外壳(2)以及连接附件(3)；将n个直径递增的弯曲压头外壳(2)依次记为第1弯曲压头外壳、第2弯曲压头外壳…第n弯曲压头外壳；

其中，所述基准压头(1)与所述连接附件(3)的底端卡固连接；所述第1弯曲压头外壳套设于所述基准压头(1)的外部，且与所述基准压头(1)卡固连接；所述第2弯曲压头外壳套设于所述第1弯曲压头外壳的外部，且与所述第1弯曲压头外壳卡固连接；…依此类推，所述第n弯曲压头外壳套设于所述第n-1弯曲压头外壳的外部，且与所述第n-1弯曲压头外壳卡固连接。

优选的，所述卡固连接是指通过限位槽与限位凸起的配合实现连接。

优选的，所述基准压头(1)为半圆柱形状，包括弧形侧面以及平整面；所述基准压头的平整面在中心设置有第1限位凸起(4)；所述连接附件(3)为长方体形状，其底端面开设有与所述第1限位凸起(4)配合的第1限位凹槽，通过第1限位凸起(4)和第1限位凹槽的配合，实现所述基准压头(1)与所述连接附件(3)的卡固连接。

优选的，所述连接附件(3)的顶端面设置有用于与弯曲试验机的限位凹槽卡固连接的第2限位凸起(5)。

优选的，所述基准压头(1)的平整面还设置有第3限位凸起(6)和第4限位凸起(7)；所述第3限位凸起(6)和所述第4限位凸起(7)对称设置于所述第1限位凸起(4)的两侧，且与所述第1限位凸起(4)平行设置；

所述第1弯曲压头外壳为半圆柱形状，截面直径大于所述基准压头(1)的截面直径；所述第1弯曲压头外壳沿轴向开设有与所述基准压头(1)的外部轮廓相一致的第1腔体，所述第1弯曲压头外壳的平整面还开设有用于夹持所述连接附件(3)的第2限位凹槽，所述第2限位凹槽的两侧对称设置有第5限位凸起(8)和所述第6限位凸起(9)；

所述第2弯曲压头外壳为半圆柱形状，截面直径大于所述第1弯曲压头外壳的截面直径；所述第2弯曲压头外壳沿轴向开设有与所述第1弯曲压头外壳的外部轮廓相一致的第2腔体，所述第2弯曲压头外壳的平整面还开设有用于夹持所述连接附件(3)的第3限位凹槽，所述第3限位凹槽的两侧对称设置有第7限位凸起(10)和所述第8限位凸起(11)；

所述第3弯曲压头外壳为所述第2弯曲压头外壳等比例放大后的结构；所述第4弯曲压头外壳为所述第3弯曲压头外壳等比例放大后的结构.。。第n弯曲压头外壳为所述第n-1弯曲压头外壳等比例放大后的结构。

优选的，所述基准压头(1)和各个所述弯曲压头外壳(2)沿轴向的长度相等。

优选的，各个所述弯曲压头外壳(2)的尺寸以10mm或20mm为一个间隔递增。

本实用新型提供的组合式三点弯曲试验压头装置具有以下优点：

(1)有效降低试验人员更换大尺寸弯曲试验压头的难度，实现省时省力、提高试验效率的目的；

(2)避免配备规格繁多的各类实心弯曲试验压头，实现节约材料、降低成本、节约堆放空间的目的。

附图说明

图1为现有技术提供的GB/T 232推荐的支辊式三点弯曲试验示意图；

图2为本实用新型提供的组合式三点弯曲试验压头装置在未增加附图标记时的结构示意图；

图3为本实用新型提供的组合式三点弯曲试验压头装置在增加附图标记时的结构示意图；

图4为本实用新型提供的组合式三点弯曲试验压头装置的实施示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种组合式三点弯曲试验压头装置，该弯曲试验压头装置可通过组装方式，便捷地改变弯曲试验压头直径，降低试验人员更换弯曲试验压头的工作强度与难度，尤其适用于各类大半径弯曲试验压头的更换。本实用新型满足了不同弯曲半径的要求，弯曲试验机制造厂商无需再生产规格繁多的各类实心弯曲试验压头，实现了节约材料、降低成本的目的。

组合式三点弯曲试验压头装置主要由基准压头、直径递增的各规格压头外壳、压头与试验机连接附件几部分组成，基准压头及各规格压头外壳上设有限位槽，组装不同规格压头时应沿限位槽滑动。

具体的，结合图2-图3，本实用新型提供的组合式三点弯曲试验压头装置，包括基准压头1、n个直径递增的弯曲压头外壳2以及连接附件3；将n个直径递增的弯曲压头外壳2依次记为第1弯曲压头外壳2-1、第2弯曲压头外壳2-2…第n弯曲压头外壳；实际应用中，各个弯曲压头外壳2的尺寸以10mm或20mm为一个间隔递增。组装的弯曲压头外壳的数量，即n的值应根据产品标准规定的弯曲直径来确定，图2仅列出了组装2个弯曲压头外壳的示意图。

其中，基准压头1与连接附件3的底端卡固连接；第1弯曲压头外壳套设于基准压头1的外部，且与基准压头1卡固连接；第2弯曲压头外壳套设于第1弯曲压头外壳的外部，且与第1弯曲压头外壳卡固连接；…依此类推，第n弯曲压头外壳套设于第n-1弯曲压头外壳的外部，且与第n-1弯曲压头外壳卡固连接。其中，卡固连接是指通过限位槽与限位凸起的配合实现连接。

基于上述原理，设计以下具体结构形式的基准压头、连接附件和弯曲压头外壳：

(1)基准压头和连接附件

基准压头1为半圆柱形状，包括弧形侧面以及平整面；基准压头的平整面在中心设置有第1限位凸起4；连接附件3为长方体形状，其底端面开设有与第1限位凸起4配合的第1限位凹槽，通过第1限位凸起4和第1限位凹槽的配合，实现基准压头1与连接附件3的卡固连接。连接附件3的顶端面设置有用于与弯曲试验机的限位凹槽卡固连接的第2限位凸起5。

基准压头1的平整面还设置有第3限位凸起6和第4限位凸起7；第3限位凸起6和第4限位凸起7对称设置于第1限位凸起4的两侧，且与第1限位凸起4平行设置；第3限位凸起6和第4限位凸起7主要是用于与第1弯曲压头外壳实现卡固连接。

(2)弯曲压头外壳

第1弯曲压头外壳为半圆柱形状，截面直径大于基准压头1的截面直径；第1弯曲压头外壳沿轴向开设有与基准压头1的外部轮廓相一致的第1腔体，此处，由于基准压头开设有第3限位凸起6和第4限位凸起7，因此，本领域技术人员可以理解，第1腔体必然具有与第3限位凸起6和第4限位凸起7相适配的两个限位凹槽。第1弯曲压头外壳的平整面还开设有用于夹持连接附件3的第2限位凹槽，第2限位凹槽的两侧对称设置有第5限位凸起8和第6限位凸起9；第5限位凸起8和第6限位凸起9主要用于与第2弯曲压头外壳实现卡固连接。

第2弯曲压头外壳为半圆柱形状，截面直径大于第1弯曲压头外壳的截面直径；第2弯曲压头外壳沿轴向开设有与第1弯曲压头外壳的外部轮廓相一致的第2腔体，第2弯曲压头外壳的平整面还开设有用于夹持连接附件3的第3限位凹槽，第3限位凹槽的两侧对称设置有第7限位凸起10和第8限位凸起11；

第3弯曲压头外壳为第2弯曲压头外壳等比例放大后的结构；第4弯曲压头外壳为第3弯曲压头外壳等比例放大后的结构。第n弯曲压头外壳为第n-1弯曲压头外壳等比例放大后的结构。

参考附图可以看出，基准压头1和各个弯曲压头外壳2沿轴向的长度相等。本实用新型提供的组合式三点弯曲试验压头装置，具体操作过程如下：

(1)根据产品标准中关于弯曲试验的相关规定计算出所需弯曲压头直径；

(2)将连接附件通过第2限位凸起5与弯曲试验机连接；

(2)将基准压头的第1限位凸起4插入到连接附件底部的第1限位凸起，从而将基准压头装配到连接附件的下方；

(3)将第1弯曲压头外壳通过限位凸起和限位凹槽的配合，套设于基准压头上；

将第2弯曲压头外壳通过限位凸起和限位凹槽的配合，套设于第1弯曲压头外壳；

如此不断类推，直至组装后的压头直径满足产品标准要求；

(4)当需要进行其他较小规格弯曲直径弯曲试验时，无需将压头全部卸下，只需拆除部分弯曲压头外壳即可，十分有利于大直径弯曲压头的更换。

采用本发明进行弯曲试验的实施示意图如图4所示。在图4中，20代表弯曲试样；21代表试验机支辊。

由此可见，采用本实用新型设计的组合式三点弯曲试验压头装置，可将一组尺寸递增的弯曲试验压头外壳，根据试验需要选择性地依次组装到弯曲试验基准压头上，便捷地改变弯曲试验压头直径尺寸，在进行大弯曲直径弯曲试验时，能够有效减小试验人员更换大尺寸弯曲试验压头的难度。此外，采用本实用新型设计的组合式三点弯曲试验压头装置，弯曲试验机制造商无需再生产规格繁多的各类实心弯曲试验压头，实现了节约材料、降低成本的目的。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。