热熔自攻丝连接接头的十字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十字拉伸试验夹具。

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连接方式，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连接接头在纯拉伸载荷作用下的力学性能，设计了与点焊十字拉伸试样类似的试样，参见图8至图11，该试样是由两个互相垂直的矩形试片组成，在试片的中心位置用fds螺钉连接。

目前，点焊十字试样是通过设计一套专用夹具，安装在普通拉力试验机上来完成力学性能测试。然而，现有的夹具是通过夹持固定在拉力试验机的两个钳口上的，在加载过程中，夹具相对于拉力试验机有一定的滑移量，导致无法准确地获取十字拉伸试样的力学性能。

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十字拉伸试验夹具，以至少解决现有的夹具夹持十字拉伸试样进行拉伸测试时，由于夹具与拉力试验机的夹持端相对滑移，导致无法准确获取试样的力学性能的问题。

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十字拉伸试验夹具，热熔自攻丝连接接头包括第一试片和第二试片，第一试片和第二试片通过热熔自攻丝连接形成十字形，十字拉伸试验夹具包括：

第一试样固定块，第一试片的两端固定安装在第一试样固定块的一端面上；

第一固定棒，第一固定棒安装在第一试样固定块与安装第一试片相对的另一端面上，第一固定棒通过一第一连接销与拉力试验机的拉伸套管连接，第一固定棒上设有用于将第一固定棒与拉伸套管进行锁紧固定的第一锁紧部件；

第二试样固定块，第二试片的两端固定安装在第二试样固定块的一端面上；

第二固定棒，第二固定棒安装在第二试样固定块与安装第二试片相对的另一端面上，第二固定棒通过一第二连接销与拉力试验机的另一拉伸套管连接，第二固定棒上设有用于将第二固定棒与拉伸套管进行锁紧固定的第二锁紧部件。

进一步地，第一固定棒上开设有与拉伸套管上的销孔相匹配的第一连接销孔，第一连接销与拉伸套管上的销孔及第一连接销孔间隙配合连接。

进一步地，第一锁紧部件为一第一固定圈，第一固定圈套设在第一固定棒上，且与第一固定棒螺纹连接。

进一步地，第二固定棒上开设有与拉伸套管上的销孔相匹配的第二连接销孔，第二连接销与拉伸套管上的销孔及第二连接销孔间隙配合连接。

进一步地，第二锁紧部件为一第二固定圈，第二固定圈套设在第二固定棒上，且与第二固定棒螺纹连接。

进一步地，第一固定棒上设有一第一固定棒连接螺孔，第一试样固定块通过一穿设在第一固定棒连接螺孔内的第一连接螺栓与第一固定棒固定连接；第一试样固定块上设有一第一定位槽，第一固定棒上设有与第一定位槽相对应的第一定位凸条。

进一步地，第二固定棒上设有一第二固定棒连接螺孔，第二试样固定块通过一穿设在第二固定棒连接螺孔内的第二连接螺栓与第二固定棒固定连接；第二试样固定块上设有一第二定位槽，第二固定棒上设有与第二定位槽相对应的第二定位凸条。

进一步地，第一试样固定块呈十字形，第一试样固定块上开设有第一试片连接螺孔，第一试片的两端均通过一插入第一试片连接螺孔内的第一安装螺栓固定安装在第一试样固定块上。

进一步地，第二试样固定块呈条形，第二试样固定块上开设有第二试片连接螺孔，第二试片的两端均通过一插入第二试片连接螺孔内的第二安装螺栓固定安装在第二试样固定块上，第一试样固定块上开设有用于容纳第二安装螺栓头部的容纳槽。

应用本实用新型的技术方案，通过将第一试片的两端固定安装在第一试样固定块上，将第一固定棒安装在第一试样固定块与安装第一试片相对的另一端面上，将第一固定棒通过第一连接销与拉力试验机的拉伸套管连接，并在第一固定棒上设置第一锁紧部件；将第二试片的两端固定安装在第二试样固定块上，将第二固定棒安装在第二试样固定块与安装第二试片相对的另一端面上，该第二固定棒通过第二连接销与拉力试验机的另一个拉伸套管连接，并在第二固定棒上设置第二锁紧部件；安装时，将第一试片和第二试片分别安装在第一试样固定块和第二试样固定块上，将第一固定棒和第二固定棒分别连接在第一试样固定块和第二试样固定块的另一端，然后将第一固定棒和第二固定棒分别放入一个拉伸套管中，分别通过第一连接销和第二连接销进行连接，并分别通过第二锁紧部件和第二锁紧部件进行锁紧固定；该十字拉伸试验夹具与拉伸套管之间连接稳定可靠，在加载过程中，夹具的两部分不会相对于与拉力试验机的连接端发生滑移，能够准确地获取十字拉伸试样的力学性能。

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十字拉伸试验夹具的轴测图。

图2为本实用新型实施例的十字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十字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十字拉伸试验夹具与拉伸套管连接时的结构示意图。

图5为本实用新型实施例的十字拉伸试验夹具的俯视结构示意图。

图6为沿图5中a-a面的剖视示意图。

图7为沿图5中b-b面的剖视示意图。

图8为十字形热熔自攻丝连接接头的结构示意图。

图9为十字形热熔自攻丝连接接头取出热熔自攻丝后的结构示意图。

图10为十字形热熔自攻丝连接接头的俯视结构示意图。

图11为沿图10中c-c面的剖视示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一试样固定块；12、第一定位槽；13、第一试片连接螺孔；14、第一安装螺栓；15、容纳槽；16、第一连接螺栓；20、第一固定棒；21、第一连接销；22、第一连接销孔；23、第一固定圈；24、第一定位凸条；25、第一固定棒连接螺孔；30、第二试样固定块；32、第二定位槽；33、第二试片连接螺孔；34、第二安装螺栓；36、第二连接螺栓；40、第二固定棒；41、第二连接销；42、第二连接销孔；43、第二固定圈；44、第二定位凸条；45、第二固定棒连接螺孔；100、热熔自攻丝连接接头；110、第一试片；120、第二试片；130、热熔自攻丝；200、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100的十字拉伸试验夹具。参见图8至图11，该热熔自攻丝连接接头100包括第一试片110和第二试片120，该第一试片110和第二试片120通过热熔自攻丝130连接形成十字形。参见图1至图7，该十字拉伸试验夹具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，第一试片110的两端固定安装在第一试样固定块10的一个端面上；第一固定棒20安装在第一试样固定块10与安装第一试片110相对的另一个端面上，该第一固定棒20通过一根第一连接销21与拉力试验机的拉伸套管200连接，在第一固定棒20上设置有一个第一锁紧部件，该第一锁紧部件用于将第一固定棒20与拉伸套管200进行锁紧固定；第二试片120的两端固定安装在第二试样固定块30的一个端面上；第二固定棒40安装在第二试样固定块30与安装第二试片120相对的另一端面上，该第二固定棒40通过一根第二连接销41与拉力试验机的另一个拉伸套管200连接，在第二固定棒40上设置有一个第二锁紧部件，该第二锁紧部件用于将第二固定棒40与拉伸套管200进行锁紧固定。

上述的十字拉伸试验夹具，通过将第一试片110的两端固定安装在第一试样固定块10上，将第一固定棒20安装在第一试样固定块10与安装第一试片110相对的另一端面上，将第一固定棒20通过第一连接销21与拉力试验机的拉伸套管200连接，并在第一固定棒20上设置第一锁紧部件；将第二试片120的两端固定安装在第二试样固定块30上，将第二固定棒40安装在第二试样固定块30与安装第二试片120相对的另一端面上，该第二固定棒40通过第二连接销41与拉力试验机的另一个拉伸套管200连接，并在第二固定棒40上设置第二锁紧部件；安装时，将第一试片110和第二试片120分别安装在第一试样固定块10和第二试样固定块30上，将第一固定棒20和第二固定棒40分别连接在第一试样固定块10和第二试样固定块30的另一端，然后将第一固定棒20和第二固定棒40分别放入一个拉伸套管200中，分别通过第一连接销21和第二连接销41进行连接，并分别通过第二锁紧部件和第二锁紧部件进行锁紧固定；该十字拉伸试验夹具与拉伸套管200之间连接稳定可靠，在加载过程中，夹具的两部分不会相对于与拉力试验机的连接端发生滑移，能够准确地获取十字拉伸试样的力学性能。

在本实施例中，第一固定棒20上开设有与拉伸套管200上的销孔相匹配的第一连接销孔22，第一连接销21与拉伸套管200上的销孔及第一连接销孔22间隙配合连接。如此设置，更加方便将第一固定棒20与拉伸套管200进行连接。

进一步地，参见图1至图7，在本实施例中，第一锁紧部件为一个第一固定圈23，该第一固定圈23套设在第一固定棒20上，且与第一固定棒20螺纹连接。如此设置，在将第一固定棒20与拉伸套管200进行连接时，先将第一固定棒20插入到拉伸套管200内，使第一连接销孔22间与拉伸套管200上的销孔相对应，插入第一连接销21，然后朝向拉伸套管200的管口一侧旋转第一固定圈23，使第一固定圈23抵紧拉伸套管200的管口，将第一固定棒20与拉伸套管200锁紧固定，操作简单、连接可靠。

在本实施例中，第二固定棒40上开设有与拉伸套管200上的销孔相匹配的第二连接销孔42，第二连接销41与拉伸套管200上的销孔及第二连接销孔42间隙配合连接。这样设置，更加方便将第二固定棒40与拉伸套管200进行连接。

进一步地，参见图1至图7，在本实施例中，第二锁紧部件为一个第二固定圈43，该第二固定圈43套设在第二固定棒40上，且与第二固定棒40螺纹连接。这样设置，在将第二固定棒40与拉伸套管200进行连接时，先将第二固定棒40插入到拉伸套管200内，使第二连接销孔42间与拉伸套管200上的销孔相对应，插入第二连接销41，然后朝向拉伸套管200的管口一侧旋转第二固定圈43，使第二固定圈43抵紧拉伸套管200的管口，将第二固定棒40与拉伸套管200锁紧固定，操作简单、连接可靠。

参见图6，在本实施例中，第一固定棒20上设置有一个第一固定棒连接螺孔25，第一试样固定块10通过一根穿设在第一固定棒连接螺孔25内的第一连接螺栓16与第一固定棒20固定连接；第一试样固定块10上设置有一个第一定位槽12，第一固定棒20上设置有与该第一定位槽12相对应的第一定位凸条24。第一固定棒20与第一试样固定块10连接后，通过第一定位槽12与第一定位凸条24相配合进行定位，避免在后续安装时第一固定棒20与第一试样固定块10发生相对转动。

参见图7，在本实施例中，第二固定棒40上设置有一个第二固定棒连接螺孔45，第二试样固定块30通过一根穿设在第二固定棒连接螺孔45内的第二连接螺栓36与第二固定棒40固定连接；第二试样固定块30上设置有一个第二定位槽32，第二固定棒40上设置有与该第二定位槽32相对应的第二定位凸条44。第二固定棒40与第二试样固定块30连接后，通过第二定位槽32与第二定位凸条44相配合进行定位，避免在后续安装时第二固定棒40与第二试样固定块30发生相对转动。

参见图1至图7，在本实施例中，第一试样固定块10呈十字形，第一试样固定块10上开设有第一试片连接螺孔13，第一试片110的两端均通过一根插入第一试片连接螺孔13内的第一安装螺栓14固定安装在第一试样固定块10上。第二试样固定块30呈条形，第二试样固定块30上开设有第二试片连接螺孔33，第二试片120的两端均通过一根插入第二试片连接螺孔33内的第二安装螺栓34固定安装在第二试样固定块30上，第一试样固定块10上开设有用于容纳第二安装螺栓34头部的容纳槽15。

该十字拉伸试验夹具的安装和使用方法如下：

将第一固定棒20与第一试样固定块10进行螺纹连接，第二固定棒40与第二试样固定块30进行螺纹连接；将第二试片120的两端安装在第二试样固定块30的端面上；然后将第一试片110的两端安装在第一试样固定块10的端面上；再将第一固定棒20和第二固定棒40分别插入拉力试验机的两个拉伸套管200中，插入第一连接销21和第二连接销41；然后旋转第一固定圈23和第二固定圈43将第一固定棒20和第二固定棒40与拉伸套管200锁紧固定；

对夹具两端进行纯拉伸载荷加载，加载过程中确保第一固定棒20和第二固定棒40的轴线、拉伸套管200的轴线始终在一条直线上，保证第一试片110和第二试片120受力传导到热熔自攻丝130铆接点为垂直方向的正向拉伸；随着加载位移的增加，第二试片120跟随夹具上半部分向上移动，第一试片110跟随夹具下半部分向下移动；当第一试片110和第二试片120完全分离或热熔自攻丝130失效时，实验完成；实验过程中，拉力试验机完成载荷-位移曲线等相关参数的记录；

为了更加方便和准确地获取第一试片110和第二试片120的相对位移，可以在第一试样固定块10和第二试样固定块30与试片连接的端面上喷散斑，试验过程中采用dic(数字图像相关法，digitalimagecorrelation)拍照记录第一试样固定块10和第二试样固定块30之间散斑的相对位移，从而快速准确地获取第一试片110和第二试片120的相对位移。

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。