热熔自攻丝连接接头的斜拉伸试验夹具的制作方法

本实用新型涉及钢/铝异种材料连接技术领域，具体而言，涉及一种热熔自攻丝连接接头的斜拉伸试验夹具。

背景技术：

热熔自攻丝(flowdrillscrew，fds)是一种适合于连接多层异质板的单侧成型铆接方式，具有自穿刺和挤压效果的紧固件，可钻透2-4层薄板并实现连接，凭借其在异种材料连接方面的优势，逐渐在各大主机厂中得到广泛应用。

为了获得fds连接接头在拉伸和剪切载荷共同作用下的力学性能，通常需要将试样设计成h型进行斜拉伸(如45°斜拉伸)，这种h型斜拉伸试样是由两个u型的试片组成，在试片的中心位置用fds螺钉连接。

由于这种h型斜拉伸试样特有的结构形式及测力方式，普通的拉力实验机无法对其进行夹持，而采用专用实验机则存在设备昂贵，维护成本高的问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种热熔自攻丝连接接头的斜拉伸试验夹具，以解决现有技术中的普通拉力实验机无法夹持热熔自攻丝连接接头进行斜拉伸力学性能测试的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种热熔自攻丝连接接头的斜拉伸试验夹具，热熔自攻丝连接接头包括第一端和第二端，第一端和第二端通过热熔自攻丝相连接，斜拉伸试验夹具包括：

第一试样固定块，第一试样固定块具有一用于与第一端连接的第一试样连接端；

第一固定棒，第一固定棒的一端与第一试样固定块连接，第一固定棒的另一端能够与拉力试验机的拉伸套管连接，第一试样连接端与第一固定棒之间呈斜角；

第二试样固定块，第二试样固定块具有一用于与第二端连接的第二试样连接端；

第二固定棒，第二固定棒的一端与第二试样固定块连接，第二固定棒的另一端能够与拉力试验机的另一拉伸套管连接，第二试样连接端与第二固定棒之间呈斜角。

进一步地，第一试样连接端和第二试样连接端上均设有试样连接螺纹孔，第一端和第二端上均设有固定块连接孔，第一端通过穿设于固定块连接孔和试样连接螺纹孔内的试样连接螺栓与第一试样连接端连接，第二端通过穿设于固定块连接孔和试样连接螺纹孔内的试样连接螺栓与第二试样连接端连接。

进一步地，第一试样固定块和第二试样固定块上均穿设一固定棒连接螺栓，第一固定棒和第二固定棒上均设有一与固定棒连接螺栓相对应的固定棒连接螺纹孔，第一固定棒通过固定棒连接螺栓与第一试样固定块连接，第二固定棒通过固定棒连接螺栓与第二试样固定块连接。

进一步地，第一固定棒与第一试样固定块连接的一端设有一第一定位凸条，第一试样固定块上设有一与第一定位凸条相匹配的第一定位槽，第二固定棒与第二试样固定块连接的一端设有一第二定位凸条，第二试样固定块上设有一与第二定位凸条相匹配的第二定位槽。

进一步地，第一固定棒和第二固定棒上均设有一与拉伸套管上的销孔相对应的套管连接销孔，第一固定棒通过穿设于套管连接销孔和拉伸套管上的销孔中的销轴与拉伸套管连接，第二固定棒通过穿设于套管连接销孔和拉伸套管上的销孔中的销轴与拉伸套管连接。

进一步地，销轴与套管连接销孔及拉伸套管上的销孔间隙配合连接，第一固定棒上设有一用于将第一固定棒与拉伸套管锁紧固定的第一锁紧件，第二固定棒上设有一用于将第二固定棒与拉伸套管锁紧固定的第二锁紧件。

进一步地，第一锁紧件为一套设在第一固定棒上的第一固定圈，第一固定圈与第一固定棒螺纹连接，第二锁紧件为一套设在第二固定棒上的第二固定圈，第二固定圈与第二固定棒螺纹连接。

应用本实用新型的技术方案，将第一试样固定块的第一试样连接端与第一端连接，将第二试样固定块的第二试样连接端与第二端连接，通过第一固定棒和第二固定棒将第一试样固定块和第二试样固定块分别与拉力试验机的上下两个拉伸套管连接，并且将第一试样连接端与第一固定棒之间设置为斜角，将第二试样连接端与第二固定棒之间设置为斜角。该斜拉伸试验夹具可使热熔自攻丝连接接头呈一定角度倾斜固定在拉力试验机的上下两个拉伸套管之间，方便采用拉力试验机对热熔自攻丝连接接头进行斜拉伸力学性能测试。并且，该斜拉伸试验夹具体积小、结构简单、拆卸方便、有助于提高试验效率，适用于各式普通拉力试验机上。

下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的斜拉伸试验夹具的立体结构示意图。

图2为本实用新型实施例的斜拉伸试验夹具的主视结构示意图。

图3为本实用新型实施例的斜拉伸试验夹具的右视结构示意图。

图4为本实用新型实施例的斜拉伸试验夹具沿图3中a-a面的剖视示意图。

图5为本实用新型实施例的斜拉伸试验夹具的俯视结构示意图。

图6为本实用新型实施例的斜拉伸试验夹具中第二固定棒与第二试样固定块连接处的剖视示意图。

图7为本实用新型实施例的斜拉伸试验夹具中第二固定棒的剖视示意图。

图8为本实用新型实施例的斜拉伸试验夹具中第一固定棒的剖视示意图。

图9为本实用新型实施例的斜拉伸试验夹具中第二试样固定块的结构示意图。

图10为本实用新型实施例的斜拉伸试验夹具中第二试样固定块的剖视示意图。

图11为本实用新型实施例的斜拉伸试验夹具与拉伸套管连接时的结构示意图。

图12为热熔自攻丝连接接头的立体结构示意图。

图13为热熔自攻丝连接接头的剖视示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一试样固定块；11、第一试样连接端；12、第一定位槽；20、第一固定棒；21、第一定位凸条；22、第一固定圈；30、第二试样固定块；31、第二试样连接端；32、第二定位槽；40、第二固定棒；41、第二定位凸条；42、第二固定圈；50、试样连接螺纹孔；60、试样连接螺栓；70、固定棒连接螺栓；80、固定棒连接螺纹孔；90、套管连接销孔；100、销轴；200、热熔自攻丝连接接头；210、第一端；220、第二端；230、热熔自攻丝；240、固定块连接孔；300、拉伸套管。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于直接的连接，还可以是通过其他中间连接件间接的连接。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

一种本实用新型实施例的热熔自攻丝连接接头200的斜拉伸试验夹具。参见图12和图13，该热熔自攻丝连接接头200包括第一端210和第二端220，第一端210和第二端220通过热熔自攻丝230相连接。第一端210和第二端220均为u型，第一端210和第二端220通过热熔自攻丝230连接形成h型的热熔自攻丝连接接头200。参见图1至图11，该斜拉伸试验夹具主要包括第一试样固定块10、第一固定棒20、第二试样固定块30和第二固定棒40。其中，第一试样固定块10上具有用于与第一端210连接的第一试样连接端11；第一固定棒20的一端与第一试样固定块10连接，第一固定棒20的另一端用于与拉力试验机的拉伸套管300连接，并且该第一试样连接端11与第一固定棒20之间呈斜角(参见图2中夹角α；所谓斜角，即不是直角整数倍的角，也即锐角和钝角的统称)；第二试样固定块30上具有用于与第二端220连接的第二试样连接端31；第二固定棒40的一端与第二试样固定块30连接，第二固定棒40的另一端用于与拉力试验机的另一拉伸套管300连接，并且该第二试样连接端31与第二固定棒40之间呈斜角。

上述的斜拉伸试验夹具，将第一试样固定块10的第一试样连接端11与u型的第一端210连接，将第二试样固定块30的第二试样连接端31与u型的第二端220连接，通过第一固定棒20和第二固定棒40将第一试样固定块10和第二试样固定块30分别与拉力试验机的上下两个拉伸套管300连接，并且将第一试样连接端11与第一固定棒20之间设置为斜角，将第二试样连接端31与第二固定棒40之间设置为斜角；该斜拉伸试验夹具可使热熔自攻丝连接接头200呈一定角度倾斜固定在拉力试验机的上下两个拉伸套管300之间，方便采用拉力试验机对热熔自攻丝连接接头200进行斜拉伸力学性能测试。该斜拉伸试验夹具体积小、结构简单、拆卸方便、有助于提高试验效率，适用于各式普通拉力试验机上。

上述的斜拉伸试验夹具，可以根据需要进行测试的斜拉伸角度，来设计夹角α的大小，进而得到具有相应斜角的斜拉伸试验夹具。如需进行45°斜拉伸测试，只需将夹角α设计为45°即可。

具体来说，参见图1、图2、图4以及图10至13，在本实施例中，第一试样连接端11和第二试样连接端31上均设置有试样连接螺纹孔50，第一端210和第二端220上均设有固定块连接孔240；第一端210通过穿设于固定块连接孔240和试样连接螺纹孔50内的试样连接螺栓60与第一试样连接端11连接；第二端220通过穿设于固定块连接孔240和试样连接螺纹孔50内的试样连接螺栓60与第二试样连接端31连接。第一试样连接端11插设在第一端210的u型槽内，第二试样连接端31插设在第二端220的u型槽内，并且分别通过试样连接螺栓60相连接。第一试样固定块10和第二试样固定块30通过试样连接螺栓60与热熔自攻丝连接接头200连接，连接操作简单、拆卸方便、连接稳定可靠。

为了保证试验安装过程的方便快捷，并且保证试验过程中热熔自攻丝连接接头200受力的均匀性，第一试样连接端11和第二试样连接端31的尺寸均参考热熔自攻丝连接接头200的尺寸规格设计。具体来说，应使第一试样连接端11和第二试样连接端31能够刚好卡入第一端210和第二端220内，而不应使其与u型槽的内侧壁之间留有较大间隙。

参见图1、图2、图4、图6和图11，在本实施例中，第一试样固定块10和第二试样固定块30上均穿设有一根固定棒连接螺栓70，第一固定棒20和第二固定棒40上均设置有一个与该固定棒连接螺栓70相对应的固定棒连接螺纹孔80。第一固定棒20通过固定棒连接螺栓70与第一试样固定块10连接，第二固定棒40通过固定棒连接螺栓70与第二试样固定块30连接。如此设置，将第一固定棒20和第二固定棒40通过固定棒连接螺栓70分别与第一试样固定块10和第二试样固定块30进行连接，连接操作简单、拆卸方便、连接稳定可靠。

为了避免在装配过程中由于第一固定棒20和第二固定棒40的旋转，而导致固定棒与拉力试验机拉伸套管300的插销连接出现问题，参见图1、图2以及图6至图9，在本实施例中，在第一固定棒20与第一试样固定块10连接的一端设置有一个第一定位凸条21，并在第一试样固定块10上设置有与该第一定位凸条21相匹配的第一定位槽12；在第二固定棒40与第二试样固定块30连接的一端设置有一个第二定位凸条41，并在第二试样固定块30上设置有与该第二定位凸条41相匹配的第二定位槽32。如此设置，将第一固定棒20与第一试样固定块10连接后，通过第一定位凸条21嵌入到第一定位槽12内进行定位；将第二固定棒40与第二试样固定块30连接后，通过第二定位凸条41嵌入到第二定位槽32内进行定位。这样，可以使第一固定棒20和第二固定棒40在装配过程中不会旋转，有利于将固定棒与拉伸套管300进行连接。

具体来说，参见图1、图2以及图4至图8，在本实施例中，第一固定棒20和第二固定棒40上均设置有一个与拉伸套管300上的销孔相对应的套管连接销孔90；第一固定棒20通过穿设于套管连接销孔90和拉伸套管300上的销孔中的销轴100与拉伸套管300连接；第二固定棒40同样通过穿设于套管连接销孔90和拉伸套管300上的销孔中的销轴100与拉伸套管300连接。

为了便于将第一固定棒20、第二固定棒40与拉伸套管300进行安装，作为优选，销轴100与套管连接销孔90及拉伸套管300上的销孔通过间隙配合连接；并且在第一固定棒20上设置有一个第一锁紧件，通过该第一锁紧件将第一固定棒20与拉伸套管300锁紧固定；在第二固定棒40上设置有一个第二锁紧件，通过该第二锁紧件将第二固定棒40与拉伸套管300锁紧固定。这样设置，在安装时先将第一固定棒20或第二固定棒40插入相应的拉伸套管300中，使固定棒上的套管连接销孔90与拉伸套管300上的销孔对应，然后插入销轴100，再通过由于第一锁紧件或第二锁紧件将固定棒与拉伸套管300进行锁紧固定。由于销轴100与套管连接销孔90及拉伸套管300上的销孔采用间隙配合，插入销轴100时非常方便。

具体来说，参见图6至图8以及图11，在本实施例中，第一锁紧件为一个套设在第一固定棒20上的第一固定圈22，该第一固定圈22与第一固定棒20螺纹连接；第二锁紧件为一个套设在第二固定棒40上的第二固定圈42，该第二固定圈42与第二固定棒40螺纹连接。将固定棒插入拉伸套管300内并用销轴100连接后，将第一固定圈22或第二固定圈42向靠近拉伸套管300的管口一端转动，直至第一固定圈22或第二固定圈42抵紧拉伸套管300的管口，即可将固定棒与拉伸套管300进行锁紧固定，操作非常方便。

该斜拉伸试验夹具的安装和使用方法如下：

首先将第一固定圈22装配到第一固定棒20上，将第一固定棒20与第一试样固定块10通过固定棒连接螺栓70和垫片拧紧连接在一起，然后把热熔自攻丝连接接头200的第一端210通过试样连接螺栓60和垫片与第一试样连接端11拧紧连接在一起，保持第一端210与第一试样连接端11的边缘对齐；

将第二固定圈42装配到第二固定棒40上，将第二固定棒40与第二试样固定块30通过固定棒连接螺栓70和垫片拧紧连接在一起，然后把热熔自攻丝连接接头200的第二端220通过试样连接螺栓60和垫片与第二试样连接端31拧紧连接在一起，保持第二端220与第二试样连接端31的边缘对齐；

将第一固定棒20插入到拉力试验机的一个拉伸套管300内，使第一固定棒20上的套管连接销孔90与该拉伸套管300上的销孔相对应，然后插入销轴100，再将第一固定圈22朝向拉伸套管300的管口方向旋转，直至第一固定圈22顶紧拉伸套管300的管口；将第二固定棒40插入到拉力试验机的另一个拉伸套管300内，使第二固定棒40上的套管连接销孔90与该拉伸套管300上的销孔相对应，然后插入销轴100，再将第二固定圈42朝向拉伸套管300的管口方向旋转，直至第二固定圈42顶紧拉伸套管300的管口；

安装过程中，保证第一固定棒20和第二固定棒40的轴线经过热熔自攻丝连接接头200中热熔自攻丝230的轴线与第一端210的交点，以确保拉力加载方向与热熔自攻丝230的受力方向呈预设角度，从而提高试验结果的准确性；

根据实验方案设置合理的实验加载速度进行实验；随着加载位移的增加，热熔自攻丝连接接头200中的第一端210和第二端220分别跟随夹具的两半部分向两个方向移动；当热熔自攻丝连接接头200中的第一端210和第二端220完全分离或热熔自攻丝230失效时，实验结束；实验过程中，拉伸实验设备完成载荷-位移曲线等相关参数的记录。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。