[發明專利]組合式高溫持久蠕變夾具

有效

• 申請號: 200910259562.7
• 申請日: 2009-12-21
• 公開（公告）號: CN101718653A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 李影;于慧臣
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空材料研究院
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

技術領域

本發明屬于力學性能測試技術，涉及一種組合式高溫持久蠕變夾具。

背景技術

眾所周知，持久和蠕變是用于描述高溫結構材料在高溫條件下耐受長時恒定載荷的性能。為了獲得材料的持久和蠕變強度，必須將材料加工成持久和蠕變試樣并裝入持久和蠕變試驗機進行持久和蠕變測試。持久和蠕變試驗機一般配有夾具以用于將試樣固定到試驗機上。

在常規的持久和蠕變試樣與夾具之間，通常采用螺紋連接的方式，以通過螺紋將施加的載荷均勻地傳遞到試樣的工作段。但這種螺紋連接方式存在高溫粘接的問題。即，當在約900℃以上的溫度下長時間加載試驗時，由于夾具和試樣表面原子在高溫載荷下的互擴散，使得夾具與試樣通過螺紋粘接在一起。這種粘接導致在試驗后無法將夾具和試樣分開，從而造成夾具的廢棄和測試成本的大大提高。

為了克服上述的夾具與試樣粘接的問題，中國專利《高溫持久試驗掛式夾具》(申請號CN200420070662.8)公開了一種臺肩式夾具連接方式。如圖1(a)和圖1(b)所示，這種臺肩式連接方式采用在夾具側面加工允許試樣進入的開口105的結構100。但是，這種結構100具有受力不均勻的問題。圖1(b)所示的點陰影區域B為試樣端部受力的加載面。可以看出，由于夾具平臺具有允許試樣通過的開口。因此試樣在試驗時承受的載荷是不均勻的。這種受力不均勻性導致加載同軸性失衡，從而導致引伸計的測量計數相差較大并偏離試樣實際變形量。這種不均勻的受力使得夾具在一定時間的試驗后發生不均勻的變形，并由此加劇試樣在后面測試中的受力不均勻性。大量的高溫測試數據表明，在采用這種單側開槽的夾具進行的持久蠕變試驗中，裝配在試樣兩側的兩個引伸計的讀數常常相差十分明顯(＞10％)。另外，這種夾具的變形導致的夾具更換也增加測試的成本。

發明內容

本發明的目的是提出一種受力均勻、測試成本低的一種組合式高溫持久蠕變夾具。

本發明的技術解決方案是，夾具包括夾具主體和傳力構件，夾具主體為腔體，夾具主體上開有與傳力構件尺寸相對應的開口，夾具主體的底部開有與試樣端部相適應的貫通孔；傳力構件分為2～5塊置于夾具主體腔體底部，每塊傳力構件的內表面分為兩部分，一個部分為與試樣表面受壓部分對應的受壓部分，另一個為與試樣表面受拉部分對應的部分，傳力構件內表面的兩個部分均與試樣的端部相匹配，傳力構件上與試樣表面受拉部分對應的部分的高度是試樣工作段直徑的0.5～5倍，傳力構件的外周面和底面與夾具主體內腔面緊配合，傳力構件的外圓直徑是試樣工作段直徑的3～30倍，傳力構件的高度是試樣工作段直徑的2～20倍。

所述的夾具主體上與傳力構件尺寸相對應的開口可開在夾具主體的側面。

所述的傳力構件可分為2塊。

傳力構件內表面與試樣表面受壓部分對應的受壓部分的底面可與加載方向垂直或與加載方向呈現傾斜角度。

傳力構件內表面與試樣表面受壓部分對應的受壓部分的底面與加載方向呈現的角度為40～90°。

本發明具有的優點和有益效果，

根據本發明的組合式持久蠕變夾具可以在克服螺紋連接夾具的高溫粘接的問題的同時具有以下的優點。通過根據本發明的組合式持久蠕變夾具，試樣受載面可以承載均勻的負載，從而避免在試驗過程中由于受力不均導致的試驗數據失效的問題。另外，與夾具主體相比，傳力構件相對較小、制造成本較低的構件。由于傳力構件在試驗過程中代替夾具主體成為夾具破壞的主要構件，因此，可以通過只更換傳力構件避免夾具主體的更換，從而大大降低試驗成本。

除了適用于持久和蠕變試驗以外，本發明的結構還適用于其它高溫長時恒載連接構件的連接。

附圖說明

圖1是現有技術結構的示意圖，其中，圖1(b)是圖1(a)中的A-A剖面圖；

圖2是本發明的結構示意圖，其中，圖2(b)是圖2(a)中的A′-A′剖面圖；

圖3是本發明的實施例1的試樣夾具裝配示意圖，其中，圖3(b)圖3(a)中的A-A剖面圖；

圖4是本發明的實施例2的試樣夾具裝配示意圖。

具體實施方式

以下，參照附圖解釋根據本發明的優選實施例。

實施例1