多軸疲勞性能試驗用夾具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多軸疲勞性能試驗用夾具，其包括兩個夾具本體，兩個所述夾具本體對扣夾持在被測試樣的端部，所述夾具本體的內(nèi)側開設有凹槽，所述被測試樣的端部具有連接部及夾持部，所述連接部容納在所述凹槽中，所述夾持部徑向相對的兩側分別形成有平面部，所述夾具本體的內(nèi)表面貼設在所述平面部上。本實用新型的多軸疲勞性能試驗用夾具，能夠對被測試樣進行可靠夾持，結構新穎，操作簡單，解決了因被測試樣表面硬度大而不能正常夾持完成材料多軸疲勞性能試驗的問題。
【專利說明】 多軸疲勞性能試驗用夾具

【技術領域】
[0001]本實用新型有涉及一種測試材料疲勞性能試驗所用的夾具，尤其有關于一種測試材料多軸疲勞性能所用的試驗用夾具，其屬于材料疲勞性能測試裝置【技術領域】。

【背景技術】
[0002]現(xiàn)實工程機械結構或零部件往往在復雜、極端的交變載荷工況下工作，其實際承受的應力狀態(tài)呈現(xiàn)出復雜的多軸形態(tài)。開展結構材料在多軸載荷工況下的疲勞試驗和研究十分重要。
[0003]目前開展材料多軸疲勞性能試驗一般采用電液伺服疲勞試驗機，所用的常規(guī)夾具有三爪型夾頭、楔形夾塊等，而被測試樣一般采用中間直徑較小而兩頭夾持端直徑較大的薄壁空心圓管型試樣。如果被測試樣表面硬度較小，上述夾具和技術能滿足試驗要求。但是，如果金屬試樣表面進行過滲碳、滲氮、噴丸等表面強化處理而導致被測試樣表面硬度變大，甚至超過上述常規(guī)夾具的硬度時，使用上述常規(guī)夾具夾持被測試樣進行試驗就會存在以下問題:1)當夾具夾持力較小時，被測試樣與夾具間容易出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象；2)當夾具夾持力過大時，就會出現(xiàn)夾具磨損破裂或者夾具將被測試樣擠破的現(xiàn)象。適中的夾持力，很難在試驗中長期控制。
[0004]因此，有必要開發(fā)一種能夠對表面強化試樣進行可靠夾緊并且操作簡單的多軸試驗用夾具，來克服上述缺陷。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是提供一種多軸疲勞性能試驗用夾具，其能夠對被測試樣進行可靠夾持，滿足對被測試樣進行拉伸、壓縮和扭轉的多軸疲勞性能試驗，其結構簡單，操作方便。
[0006]本實用新型的上述目的可采用下列技術方案來實現(xiàn):
[0007]本實用新型提供一種多軸疲勞性能試驗用夾具，其包括兩個夾具本體，兩個所述夾具本體對扣夾持在被測試樣的端部，所述夾具本體的內(nèi)側開設有凹槽，所述被測試樣的端部具有連接部及夾持部，所述連接部容納在所述凹槽中，所述夾持部徑向相對的兩側分別形成有平面部，所述夾具本體的內(nèi)表面貼設在所述平面部上。
[0008]在優(yōu)選的實施方式中，所述夾具本體的上端面連接有定位片。
[0009]在優(yōu)選的實施方式中，所述夾具本體的下端內(nèi)側開設有安裝槽。
[0010]在優(yōu)選的實施方式中，所述夾具本體的兩側分別開設有圓柱銷連接孔。
[0011]在優(yōu)選的實施方式中，所述連接部的外徑大于所述夾持部的外徑，所述連接部的一端頂?shù)衷谒霭疾鄣纳媳砻嫔希淞硪欢碎_設有螺紋孔。
[0012]在優(yōu)選的實施方式中，所述螺紋孔內(nèi)連接有螺釘，所述螺釘頂?shù)衷谒霭疾鄣南卤砻嫔稀?br> [0013]在優(yōu)選的實施方式中，所述連接部頂?shù)衷谒霭疾凵媳砻娴亩嗣嫔祥_設有半圓形凹槽。
[0014]在優(yōu)選的實施方式中，所述凹槽的上邊緣形成有倒角結構。
[0015]本實用新型的多軸疲勞性能試驗用夾具的特點及優(yōu)點是:該多軸疲勞性能試驗用夾具能夠對被測試樣進行可靠夾持，滿足對被測試樣進行拉伸、壓縮和扭轉的多軸疲勞性能試驗，其結構簡單，操作方便，其可廣泛應用于因測試材料硬度大而不易夾持的薄壁空心圓管試樣的多軸疲勞性能試驗中。本實用新型可直接安裝于電液伺服疲勞試驗機的活動缸體上，無需多余連接附件，減少了因附加其他裝置而產(chǎn)生的對中問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實用新型的多軸疲勞性能試驗用夾具的夾具本體的主視圖。
[0018]圖2為本實用新型的多軸疲勞性能試驗用夾具的夾具本體的俯視圖。
[0019]圖3為本實用新型的多軸疲勞性能試驗用夾具安裝在被測試樣上的示意圖。
[0020]圖4為被測試樣的側視圖。

【具體實施方式】
[0021]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0022]本文的上下左右位置關系是根據(jù)圖1所示而言的。
[0023]如圖1-4所示，本實用新型提供一種多軸疲勞性能試驗用夾具，其包括兩個夾具本體I，兩個所述夾具本體I對扣夾持在被測試樣2的端部21，所述夾具本體I的內(nèi)側開設有凹槽11，所述被測試樣2的端部21具有連接部211及夾持部212，所述連接部211容納在所述凹槽11中，所述夾持部212徑向相對的兩側分別形成有平面部213，所述夾具本體I的內(nèi)表面貼設在所述平面部213上。
[0024]具體是，該多軸疲勞性能試驗用夾具由兩個夾具本體I組成，該夾具本體I大體呈楔形，其由4340模具鋼制成，該夾具本體I熱處理后的洛氏硬度可達55HRC?60HRC。如圖1所示，該夾具本體I的內(nèi)側開設有用于容納被測試樣2的凹槽11，請配合參閱圖3所示，兩個夾具本體I對扣在被測試樣2的端部21，從而實現(xiàn)對被測試樣2進行夾持固定的目的。
[0025]如圖4所示，本實用新型的被測試樣2大體呈圓柱體形，被測試樣2的兩端部21直徑大于被測試樣2的中部直徑。該被測試樣2的端部21由連接部211和夾持部212組成，夾持部212位于被測試樣2的中部及連接部211之間，夾持部212徑向相對的兩側分別形成有平面部213。
[0026]在本實施例中，連接部211的外徑大于夾持部212的外徑，這樣當兩個夾具本體I夾持在被測試樣2的端部21時，連接部211恰好容設在夾具本體I的凹槽11內(nèi)，夾持部212的平面部213貼設在夾具本體I的內(nèi)表面上。進一步的，連接部211的一端頂?shù)衷诎疾?1的上表面上，其另一端開設有螺紋孔，螺紋孔內(nèi)連接有螺釘3，螺釘3的頭部頂?shù)衷诎疾?1的下表面上。
[0027]對被測試樣2進行多軸疲勞性能試驗時，首先，將被測試樣2的兩端部21連接上螺釘3，然后將本實用新型的多軸疲勞性能試驗用夾具夾設在被測試樣2的兩端部21，此時將被測試樣2的連接部211頂?shù)衷趭A具本體I的凹槽11上表面上，然后從夾具本體I的下方，通過內(nèi)六角螺絲刀伸入螺釘3頭部的內(nèi)六角沉孔31來調(diào)整螺釘3的位置，使螺釘3的頭部頂?shù)衷趭A具本體I凹槽11的下表面上。在本實用新型中，夾具本體I的下端內(nèi)側開設有安裝槽12，該安裝槽12大體呈長方體形，其用于給內(nèi)六角螺絲刀的工作提供足夠的旋轉角度。
[0028]當被測試樣2安裝完多軸疲勞性能試驗用夾具后，將多軸疲勞性能試驗用夾具連接在電液伺服疲勞試驗機上，其中，夾具本體I的兩側開設有圓柱銷連接孔13，該圓柱銷連接孔13內(nèi)連接有圓柱銷，多軸疲勞性能試驗用夾具通過圓柱銷頭部的凹槽處掛連緊固彈簧實現(xiàn)將夾具本體I固定在電液伺服疲勞試驗機上，并進行如下三種試驗:
[0029]I)扭轉加載試驗:通過電控系統(tǒng)控制液壓壓力使多軸疲勞性能試驗用夾具夾緊被測試樣2，使夾具本體I的內(nèi)側表面與被測試樣2的平面部213緊密接觸并夾緊被測試樣2。此時，固定住位于被測試樣2下端的多軸疲勞性能試驗用夾具，使被測試樣2上端的多軸疲勞性能試驗用夾具隨電液伺服疲勞試驗機的活動缸體旋轉，從而實現(xiàn)對被測試樣2的扭轉加載。
[0030]2)軸向拉伸試驗:多軸疲勞性能試驗用夾具將被測試樣2夾緊后，夾具本體I凹槽11的上表面與被測試樣2的連接部211緊密接觸卡緊。此時，固定住位于被測試樣2下端的多軸疲勞性能試驗用夾具，使被測試樣2上端的多軸疲勞性能試驗用夾具通過電液伺服疲勞試驗機的活動缸體帶動背離連接在被測試樣2下端的多軸疲勞性能試驗用夾具運動，從而實現(xiàn)對被測試樣2的軸向拉伸。
[0031]考慮到夾具本體I的凹槽11的上表面與被測試樣2的連接部211的直角配合存在較大應力集中的現(xiàn)象，且需要一定的安裝精度，故在凹槽11的上邊緣形成倒角結構14，并在被測試樣2的連接部211頂?shù)衷诎疾?1上表面的端面上開設有半圓形凹槽214，該半圓形凹槽214靠近被測試樣2的夾持部212設置，以減小應力集中。
[0032]3)軸向壓縮試驗:多軸疲勞性能試驗用夾具將被測試樣2夾緊后，用內(nèi)六角螺絲刀通過螺釘3頭部的內(nèi)六角沉孔31將螺釘3上旋，旋至螺釘3的頭部與夾具本體I的凹槽11下表面緊密接觸為止。此時，固定住位于被測試樣2下端的多軸疲勞性能試驗用夾具，使被測試樣2上端的多軸疲勞性能試驗用夾具通過電液伺服疲勞試驗機的活動缸體帶動朝向連接在被測試樣2下端的多軸疲勞性能試驗用夾具運動，通過螺釘3和被測試樣2連接部211的內(nèi)螺紋配合所產(chǎn)生的承載力實現(xiàn)對被測試樣2的軸向壓縮。為減小螺紋配合承載的應力水平，開設在連接部211上的螺紋孔采用細牙螺紋結構。
[0033]本實用新型的多軸疲勞性能試驗用夾具，能夠對被測試樣2進行可靠夾持，滿足對被測試樣進行拉伸、壓縮和扭轉的多軸疲勞性能試驗，其結構簡單，操作方便，其可廣泛應用于因測試材料硬度大而不易夾持的薄壁空心圓管試樣的低循環(huán)多軸疲勞性能試驗中。本實用新型可直接安裝于電液伺服疲勞試驗機的活動缸體上，無需多余連接附件，減少了因附加其他裝置而產(chǎn)生的對中問題。
[0034]配合參閱圖2所示，根據(jù)本實用新型的一個實施方式，所述夾具本體I的上端面連接有定位片4。具體是，定位片4大體呈L形，其L形長邊上開設有調(diào)整槽41，夾具本體I的上端面靠近夾具本體I的內(nèi)側邊緣處設有刻度15，夾具本體I的上端開設有兩個連接孔16，定位片4的L形長邊通過螺釘穿設在定位片4的調(diào)整槽41內(nèi)而將定位片4連接在夾具本體I的連接孔16內(nèi)。該定位片4通過其L形短邊實現(xiàn)對被測試樣2的位置調(diào)整，使被測試樣2安裝在多軸疲勞性能試驗用夾具上時，滿足試驗要求。
[0035]以上所述僅為本實用新型的幾個實施例，本領域的技術人員依據(jù)申請文件公開的內(nèi)容可以對本實用新型實施例進行各種改動或變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種多軸疲勞性能試驗用夾具，其特征在于，其包括兩個夾具本體，兩個所述夾具本體對扣夾持在被測試樣的端部，所述夾具本體的內(nèi)側開設有凹槽，所述被測試樣的端部具有連接部及夾持部，所述連接部容納在所述凹槽中，所述夾持部徑向相對的兩側分別形成有平面部，所述夾具本體的內(nèi)表面貼設在所述平面部上。
2.如權利要求1所述的多軸疲勞性能試驗用夾具，其特征在于，所述夾具本體的上端面連接有定位片。
3.如權利要求1所述的多軸疲勞性能試驗用夾具，其特征在于，所述夾具本體的下端內(nèi)側開設有安裝槽。
4.如權利要求1所述的多軸疲勞性能試驗用夾具，其特征在于，所述夾具本體的兩側分別開設有圓柱銷連接孔。
5.如權利要求1所述的多軸疲勞性能試驗用夾具，其特征在于，所述連接部的外徑大于所述夾持部的外徑，所述連接部的一端頂?shù)衷谒霭疾鄣纳媳砻嫔?，其另一端開設有螺紋孔。
6.如權利要求5所述的多軸疲勞性能試驗用夾具，其特征在于，所述螺紋孔內(nèi)連接有螺釘，所述螺釘頂?shù)衷谒霭疾鄣南卤砻嫔稀?br> 7.如權利要求5所述的多軸疲勞性能試驗用夾具，其特征在于，所述連接部頂?shù)衷谒霭疾凵媳砻娴亩嗣嫔祥_設有半圓形凹槽。
8.如權利要求1所述的多軸疲勞性能試驗用夾具，其特征在于，所述凹槽的上邊緣形成有倒角結構。
【文檔編號】G01N3/04GK204101374SQ201420569827
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權日:2014年9月29日
【發(fā)明者】李偉, 張曉航, 張震宇, 鄧海龍, 孫振鐸 申請人:北京理工大學