一种薄壁圆管试样疲劳测试夹具以及自动对中夹紧方法与流程

本发明属于测试夹具，尤其涉及一种薄壁圆管试样疲劳测试夹具以及自动对中夹紧方法。

背景技术：

1、金属材料的拉压疲劳性能测试要求试样在夹持中对中要好，不偏心，否则会产生应力集中和扭曲，影响测试结果。对于薄壁管件这种特殊结构件的疲劳性能测试夹持具对测试结果的影响更大，若产生应力集中或扭曲，会导致试样在应力集中或扭曲处失效，如何保证薄壁管结构件稳固地夹持是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

2、解决上述技术问题的难度在于：如何保证薄壁管件这种特殊结构件既能被稳固地夹持又能被不偏心地夹紧，可满足薄壁管件的拉压疲劳性能测试要求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种结构简单、安装方便且低成本的薄壁圆管试样疲劳测试夹具以及自动对中夹紧方法，以保证薄壁圆管试样稳固地夹持，用于薄壁管试件拉压和扭转疲劳性能测试。

2、本发明为解决这一问题所采取的技术方案是：

3、一种薄壁圆管试样疲劳测试夹具，包括对称夹持在试样两侧的两组夹具体，其中：所述夹具体包括同轴向并且内外设置的内夹紧结构和夹具体本体，所述内夹紧结构和夹具体本体之间形成有供试样插入的环隙空间，所述内夹紧结构、夹具体本体与试样之间分别插装有夹紧锥环结构，所述夹具体本体上还设有用于调节各个夹紧锥环结构推入环隙空间中深度的夹紧调节件，使得试样在两组夹具体之间自动对中夹紧。

4、优选的，所述内夹紧结构包括同轴固定的芯杆和内夹紧块，所述芯杆为空心管结构，一端通过螺纹与内夹紧块连接，另一端与试验机连接。

5、进一步优选的，所述夹具体本体包括一体连接的支撑部分和夹持部分，所述支撑部分为空心管结构并且同轴向套设在芯杆的外侧，所述夹持部分为一端开放的空心柱结构并且同轴向套设在内夹紧块的外侧，所述夹持部分的直径大于支撑部分的直径。

6、进一步优选的，所述支撑部分的内壁成型有键槽，所述支撑部分的键槽与芯杆通过键槽轴向滑动适配。

7、进一步优选的，所述夹紧锥环结构包括插装在内夹紧块和试样之间的内夹紧锥环和插装在试样和夹持部分之间的外夹紧锥环，所述内夹紧锥环、外夹紧锥环的剖面呈楔形，所述内夹紧锥环、外夹紧锥环的厚度沿推入环隙空间方向逐渐减小，且所述内夹紧锥环、外夹紧锥环的推入环隙空间方向相反。

8、进一步优选的，所述内夹紧锥环、外夹紧锥环为可形变锥形环件。

9、进一步优选的，所述夹紧调节件包括用于调节内夹紧锥环推入环隙深度的内夹紧旋帽和用于调节外夹紧锥环推入环隙深度的外夹紧旋帽，所述内夹紧锥环的端部与夹持部分相抵，所述外夹紧锥环的端部与外夹紧旋帽相抵。

10、进一步优选的，所述内夹紧旋帽套在芯杆和支撑部分的外侧，所述内夹紧旋帽与芯杆之间通过定位结构活动连接，所述内夹紧旋帽与支撑部分之间通过螺纹连接。

11、进一步优选的，所述外夹紧旋帽与夹持部分之间通过螺纹连接，所述外夹紧旋帽上开设有供试样穿过的试样通过孔。

12、进一步优选的，所述定位结构包括分别采用销固定到芯杆上的上定位块和下定位块，所述上定位块和下定位块之间卡住内夹紧旋帽的端部，使得所述内夹紧旋帽在芯杆的固定位置上绕着芯杆旋转运动。

13、本发明的第二个发明目的在于：提供了一种应用上述所述的薄壁圆管试样疲劳测试夹具的自动对中夹紧方法，包括以下步骤：

14、步骤一：把试样的一端插入一组夹具体的内夹紧锥环和外夹紧锥环之间，通过旋转内夹紧旋帽和外夹紧旋帽，使内夹紧锥环和外夹紧锥环挤压变形，试样的一端被挤压夹持住，试样与该组夹具体轴向重合；

15、步骤二：把试样的另一端插入另一组夹具体的内夹紧锥环和外夹紧锥环之间，通过旋转内夹紧旋帽和外夹紧旋帽，使内夹紧锥环和外夹紧锥环挤压变形，试样的另一端被挤压夹持住，试样与该组夹具体轴向重合，实现试样在两组夹具体之间自动对中夹紧。

16、本发明具有的优点和积极效果是：

17、1.本发明中，测试夹具包括芯杆、上定位块、下定位块、内夹紧旋帽、夹具体本体、内夹紧锥环、内夹紧块、外夹紧锥环和外夹紧旋帽，该测试夹具是结构简单、安装方便且低成本的试验夹具，可用于薄壁管试件拉压和扭转疲劳性能测试。

18、2.本发明中，通过上下两组夹具体对称夹持在试样的两侧，利用内外同时夹紧的方式，保证了试样在夹持过程中不发生变形和扭曲，测试时，通过对试样的拉压疲劳加载，不会产生应力集中点，使得试样更好的处于二力杆状态。

19、3.本发明中，上下对称的两组夹具体可使试样在两组夹具体之间自动对中夹紧，试样在夹持中对中好，不偏心，可满足薄壁管件的拉压疲劳性能测试要求，使得本测试夹具可用于薄壁管试件拉压和扭转疲劳性能测试。

技术特征：

1.一种薄壁圆管试样疲劳测试夹具，其特征在于：包括对称夹持在试样两侧的两组夹具体，其中：

2.根据权利要求1所述的一种薄壁圆管试样疲劳测试夹具，其特征在于：所述内夹紧结构包括同轴固定的芯杆(1)和内夹紧块(7)，所述芯杆(1)为空心管结构，一端通过螺纹与内夹紧块(7)连接，另一端与试验机连接。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁圆管试样疲劳测试夹具，其特征在于：所述夹具体本体(5)包括一体连接的支撑部分(501)和夹持部分(502)，所述支撑部分(501)为空心管结构并且同轴向套设在芯杆(1)的外侧，所述夹持部分(502)为一端开放的空心柱结构并且同轴向套设在内夹紧块(7)的外侧，所述夹持部分(502)的直径大于支撑部分(501)的直径。

4.根据权利要求3所述的一种薄壁圆管试样疲劳测试夹具，其特征在于：所述支撑部分(501)的内壁成型有键槽，所述支撑部分(501)的键槽与芯杆(1)通过键槽轴向滑动适配。

5.根据权利要求4所述的一种薄壁圆管试样疲劳测试夹具，其特征在于：所述夹紧锥环结构包括插装在内夹紧块(7)和试样(10)之间的内夹紧锥环(6)和插装在试样(10)和夹持部分(502)之间的外夹紧锥环(8)，所述内夹紧锥环(6)、外夹紧锥环(8)的厚度沿推入环隙空间方向逐渐减小，且所述内夹紧锥环(6)、外夹紧锥环(8)的推入环隙空间方向相反。

6.根据权利要求5所述的一种薄壁圆管试样疲劳测试夹具，其特征在于：所述内夹紧锥环(6)、外夹紧锥环(8)为可形变锥形环件。

7.根据权利要求5所述的一种薄壁圆管试样疲劳测试夹具，其特征在于：所述夹紧调节件包括用于调节内夹紧锥环(6)推入环隙深度的内夹紧旋帽(4)和用于调节外夹紧锥环(8)推入环隙深度的外夹紧旋帽(9)，所述内夹紧锥环(6)的端部与夹持部分(502)相抵，所述外夹紧锥环(8)的端部与外夹紧旋帽(9)相抵。

8.根据权利要求7所述的一种薄壁圆管试样疲劳测试夹具，其特征在于：所述内夹紧旋帽(4)套在芯杆(1)和支撑部分(501)的外侧，所述内夹紧旋帽(4)与芯杆(1)之间通过定位结构活动连接，所述内夹紧旋帽(4)与支撑部分(501)之间通过螺纹连接。

9.根据权利要求7所述的一种薄壁圆管试样疲劳测试夹具，其特征在于：所述外夹紧旋帽(9)与夹持部分(502)之间通过螺纹连接。

10.一种应用如权利要求7-9任一项所述的薄壁圆管试样疲劳测试夹具的自动对中夹紧方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明属于测试夹具技术领域，尤其涉及一种薄壁圆管试样疲劳测试夹具以及自动对中夹紧方法，测试夹具，包括对称夹持在试样两侧的两组夹具体，其中：所述夹具体包括同轴向并且内外设置的内夹紧结构和夹具体本体，所述内夹紧结构和夹具体本体之间形成有供试样插入的环隙空间，所述内夹紧结构、夹具体本体与试样之间分别插装有夹紧锥环结构，所述夹具体本体上还设有用于调节各个夹紧锥环结构推入环隙空间中深度的夹紧调节件，使得试样在两组夹具体之间自动对中夹紧。该测试夹具是结构简单、安装方便且低成本的试验夹具，以保证薄壁圆管试样稳固地夹持，试样在夹持中对中好，不偏心，可用于薄壁管试件拉压和扭转疲劳性能测试。

技术研发人员：吴福,张毅,李昂,陈开媛,高蔚
受保护的技术使用者：核工业理化工程研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12