一种用于哑铃形试件断面收缩率实验的夹具及实验装置的制作方法

本技术涉拉伸试验夹具，特别是一种用于哑铃形试件断面收缩率实验的夹具及实验装置。

背景技术：

1、目前在对厚度方向性能钢板进行断面收缩率实验时，常采用两端大中间小的哑铃形试件，通过夹具将其两端分别夹持于万能试验机的两个钳头上，从而能通过万能试验机对哑铃形试件进行拉伸；其中对于哑铃形试件的相关尺寸具有成熟的执行标准，如gb/t5313-2010《厚度方向性能钢板》；但是对于哑铃形试件的夹具则没有相应的执行标准可供参考；在现有的实验过程中常使用形状和尺寸与哑铃形试件匹配的仿形夹具进行装夹。

2、然而在实际操作过程中，常需要对各种不同尺寸规格的哑铃形试件分别进行断面收缩率实验，若使用形状和尺寸与哑铃形试件匹配的仿形夹具，则需要针对不同尺寸规格的哑铃形试件分别准备对应尺寸规格的夹具，并在实验过程中反复根据哑铃形试件的尺寸规格更换对应的夹具，从而导致实验的工作量和硬件成本增加。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：解决现有的断面收缩率实验中使用尺寸固定的夹具，无法适配不同尺寸规格的哑铃形试件，从而导致实验的工作量和硬件成本上升的问题，提供了一种用于哑铃形试件断面收缩率实验的夹具及实验装置。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

3、一种用于哑铃形试件断面收缩率实验的夹具，包含夹持体和适配块；所述夹持体的一端与万能试验机的钳口适配；所述适配块可拆卸连接于所述夹持体的另一端部；所述适配块上设置有安装孔；所述安装孔的尺寸与哑铃形试件中间轴的尺寸匹配；所述哑铃形试件能通过所述安装孔连接于所述夹持体。

4、夹持体的具体结构根据万能试验机的钳口结构而定，可设计为如圆形截面或方形截面的轴状零件，只要能被万能试验机的钳口夹紧即可。

5、适配块与夹持体的可拆卸连接可通过各种方式实现，如卡扣连接或螺纹连接，也可也是简单的限位，只要使适配块能从夹持体上拆下即可。哑铃形试件能够安装于安装孔中，可通过如将适配块制作为组合式结构或在适配块上设置与安装孔连通的通槽的方式实现，从而避免在安装哑铃形试件于安装孔时，哑铃形试件端部台阶和安装孔发生干涉。

6、安装孔的尺寸与哑铃形试件中间轴的尺寸匹配，但形状可以不匹配，如对于圆柱截面的哑铃形试件中间轴，安装孔可以是直径与哑铃形试件中间轴直径相同的圆形通孔，也可也是宽度与哑铃形试件中间轴直径相同的正方形通孔。

7、本方案的用于哑铃形试件断面收缩率实验的夹具包含夹持体和适配块，在进行断面收缩率实验时成对使用；将两个用于哑铃形试件断面收缩率实验的夹具的夹持体分别夹持于万能试验机的两个钳口上，再将哑铃形试件中间轴的两端分别安装于两个适配块的安装孔中，即可将哑铃形试件夹持于万能试验机上，随后可以进行断面收缩率实验；且对于本方案，哑铃形试件通过适配块转接至夹持体，因此当需要对多个哑铃形试件进行实验，且各哑铃形试件中间轴的直径或截面形状不同时，只需要针对不同的哑铃形试件中间轴准备具有对应尺寸和形状的安装孔的适配块即可，而无需改变夹持体的结构和尺寸，也无需在实验期间将夹持体从钳口反复拆下和安装，因而能够降低实验的工作量和硬件成本。

8、作为本实用新型的优选方案，所述夹持体靠近所述适配块的一端设置有容纳腔；所述容纳腔具有朝向与所述夹持体的轴线垂直的开口；所述容纳腔能够容纳所述哑铃形试件端部台阶；所述夹持体对应所述容纳腔的端部还设置有限位通孔；所述限位通孔与所述容纳腔连通；所述限位通孔具有和所述容纳腔开口同向的开口；所述限位通孔能够容纳所述哑铃形试件中间轴的对应部分。

9、容纳腔能够容纳哑铃形试件端部台阶，即哑铃形试件端部台阶能够从容纳腔开口卡入容纳腔内而不与容纳腔内壁发生干涉，容纳腔的形状、尺寸可以不与哑铃形试件端部台阶一致；如当哑铃形试件端部台阶为圆柱形，则既可将容纳腔制作为直径大于或等于哑铃形试件端部台阶直径的圆柱形腔室，也可也将容纳腔制作为宽度大于或等于哑铃形试件端部台阶直径的方形腔室。

10、限位通孔能够容纳哑铃形试件中间轴的对应部分，即哑铃形试件中间轴进入夹持体的部分能够从容纳腔开口卡入限位通孔内而不与限位通孔内壁发生干涉，限位通孔的形状、尺寸可以不与哑铃形试件中间轴一致；如当哑铃形试件中间轴为圆柱形，则既可将限位通孔制作为直径大于或等于哑铃形试件中间轴直径的圆柱形通孔，也可也将限位通孔制作为宽度大于或等于哑铃形试件中间轴直径的方形通孔。

11、容纳腔具有朝向与夹持体轴线垂直的开口，即容纳腔具有朝向夹持体的侧壁的开口，从而能从夹持体的侧面将哑铃形试件卡入容纳腔；限位通孔具有和容纳腔开口同向的开口，即当从夹持体的侧面将哑铃形试件端部台阶卡入容纳腔时，哑铃形试件中间轴也能从夹持体的同一侧卡入限位通孔中。

12、本方案推荐在限位棒的一端设置容纳腔和限位通孔，从而能将哑铃形试件连接于限位棒的内部，有利于减小哑铃形试件中间轴的轴线和夹持体的轴线之间的距离，从而减小万能试验机拉伸哑铃形试件时，偏离夹持体的轴线的载荷在夹持体上产生的力矩，进而有益于本方案的夹持体获得更高的安全系数，更加坚固耐用；

13、同时本方案的结构使操作人员能将哑铃形试件直接从限位棒的侧面卡入限位棒内；且由于安装方向与限位棒的轴线相互垂直，因而哑铃形试件不会在平行于限位棒轴线的拉伸载荷下自行与容纳腔分离，使本方案无需为哑铃形试件再设置额外的固定结构，具有结构简单、拆装方便和固定可靠的特点。

14、作为本实用新型的优选方案，所述限位通孔的轴线和所述夹持体的轴线重合。

15、本方案推荐限位通孔的轴线和夹持体的轴线重合，则当哑铃形试件安装于夹持体时，由于哑铃形试件中间轴位于限位通孔内，因此能通过限位通孔限制哑铃形试件中间轴与夹持体的同轴度，从而避免万能试验机的拉伸方向和哑铃形试件中间轴的轴线偏差过大，进而确保实验的准确性；

16、同时本方案通过限位通孔限制哑铃形试件中间轴的轴线和夹持体的轴线重合，还能避免万能试验机拉伸哑铃形试件时，由于载荷偏离夹持体的轴线而在夹持体上产生力矩，从而有益于本方案的夹持体获得更高的安全系数，更加坚固耐用。

17、作为本实用新型的优选方案，所述容纳腔中设置有第一安装槽；所述第一安装槽具有和所述容纳腔开口同向的开口；所述适配块安装于所述第一安装槽中。

18、本方案的结构使操作人员能将适配块直接从第一安装槽的开口卡入限位棒内；且由于第一安装槽的开口方向同容纳腔的开口方向，即与限位棒的轴线方向垂直，因此适配块的安装方向也与限位棒的轴线相互垂直，因而适配块不会在平行于限位棒轴线的拉伸载荷下自行与第一安装槽分离，使本方案无需为适配块再设置额外的固定结构，具有结构简单、拆装方便和固定可靠的特点。

19、作为本实用新型的优选方案，所述夹持体为阶梯轴；所述夹持体靠近所述容纳腔一端的直径大于所述夹持体另一端的直径。

20、本方案推荐夹持体为阶梯轴且靠近容纳腔的一端直径大于夹持体另一端的直径，从而能够方便设置尺寸更大的容纳腔，从而适配尺寸更大的哑铃形试件；同时夹持体在具有容纳腔的一端尺寸增大还能减少容纳腔对夹持体强度的不利影响。

21、作为本实用新型的优选方案，所述适配块上设置有第二安装槽；所述第二安装槽与所述安装孔连通；所述第二安装槽的宽度大于或等于所述哑铃形试件中间轴的直径；所述哑铃形试件中间轴能够通过所述第二安装槽进入所述安装孔。

22、本方案即在安装哑铃形试件于适配块上的安装孔时，使哑铃形试件中间轴通过第二安装槽进入安装孔内，从而避免哑铃形试件端部台阶和安装孔发生干涉；相比于其它方案，如将适配块制作为组合式结构的方案，本方案具有结构简单，拆装方便的优势。

23、作为本实用新型的优选方案，所述夹持体的侧壁上加工有定位平面；所述定位平面平行于所述夹持体的轴线。

24、本方案在夹持体的侧壁设置定位平面，当进行实验且有两个夹持体分别连接于万能试验机的两个钳口上时，可通过检验两个夹持体上的定位平面之间的相对位置关系，以及两个夹持体上的定位平面和万能试验机的相对位置关系间接检验哑铃形试件中间轴是否与万能试验机的拉伸方向平行，从而确保实验的准确性。

25、作为本实用新型的优选方案，所述夹持体为40cr合金钢材质构件。

26、本方案推荐使用40cr合金钢制作夹持体，能够确保夹持体具有足够的抗拉强度以及屈服强度，从而避免夹持体在实验过程中由于万能试验机的载荷而发生损坏。

27、作为本实用新型的优选方案，所述适配块为40cr合金钢材质构件。

28、本方案推荐使用40cr合金钢制作适配块，能够确保适配块具有足够的抗拉强度以及屈服强度，从而避免适配块在实验过程中由于万能试验机的载荷而发生损坏。

29、一种用于哑铃形试件断面收缩率实验的实验装置，包含万能试验机和两个本实用新型的一种用于哑铃形试件断面收缩率实验的夹具；所述万能试验机的两个钳口上分别连接对应的夹持体。

30、本方案的用于哑铃形试件断面收缩率实验的实验装置采用了本实用新型的用于哑铃形试件断面收缩率实验的夹具，当需要对多个哑铃形试件进行实验，且各哑铃形试件中间轴的直径或截面形状不同时，只需要针对不同的哑铃形试件中间轴更换具有对应尺寸和形状的安装孔的适配块即可，无需在实验期间将夹持体从钳口反复拆下和安装，因而能够降低实验的工作量。

31、综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

32、1、本实用新型的一种用于哑铃形试件断面收缩率实验的夹具包含夹持体和适配块，在进行断面收缩率实验时成对使用；将两个用于哑铃形试件断面收缩率实验的夹具的夹持体分别夹持于万能试验机的两个钳口上，再将哑铃形试件中间轴的两端分别安装于两个适配块的安装孔中，即可将哑铃形试件夹持于万能试验机上，随后可以进行断面收缩率实验；且对于本方案，哑铃形试件通过适配块转接至夹持体，因此当需要对多个哑铃形试件进行实验，且各哑铃形试件中间轴的直径或截面形状不同时，只需要针对不同的哑铃形试件中间轴准备具有对应尺寸和形状的安装孔的适配块即可，而无需改变夹持体的结构和尺寸，也无需在实验期间将夹持体从钳口反复拆下和安装，因而能够降低实验的工作量和硬件成本。

33、2、本实用新型的一种用于哑铃形试件断面收缩率实验的实验装置采用了本实用新型的用于哑铃形试件断面收缩率实验的夹具，当需要对多个哑铃形试件进行实验，且各哑铃形试件中间轴的直径或截面形状不同时，只需要针对不同的哑铃形试件中间轴更换具有对应尺寸和形状的安装孔的适配块即可，无需在实验期间将夹持体从钳口反复拆下和安装，因而能够降低实验的工作量。