[發明專利]瓣模式薄壁管件周向力學性能測試裝置

無效

• 申請號: 201010106400.2
• 申請日: 2010-02-04
• 公開（公告）號: CN101793646A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 范娟;李付國;虞文軍;李劍飛
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發明涉及到材料力學性能的測試領域，具體是一種通過擠脹方式測試薄壁管件周向力學性能的測試裝置。

背景技術

在航空、航天、汽車、機械設備等領域無不涉及管件、管套的使用。以飛機為例，管路系統是飛機的生命線，它的性能好壞直接影響到飛機的整體性能。因此提高管路系統的技術水平，對提高飛機性能非常重要。液壓管路是飛機所有管路中工作壓力最高、可靠性要求最嚴的一部分，飛機管路系統技術的高低就集中體現在液壓管路系統中。對于液壓系統來說，在同等功率條件下，工作壓力越高，所要求的動筒和油泵活塞底面積就越小，管路流量也要求越小，因而液壓系統的整體尺寸會減小，重量會減輕，而較低的介質流速也減少了在管路中流動的功率損失。因此，液壓系統及其標準件技術研究是航空工業發展的客觀需求。由于液壓管路工作壓力的提高，將給液壓系統的設計帶來許多新問題，主要歸結為強度和密封兩大問題，這就需要研究管件的強度問題。

傳統方式是將薄壁管剖開、碾平，制備出拉伸試樣后測試管件的周向力學性能。但是在碾平的過程中出現再次變形，所以測得的數據就不能準確地代表管件的周向力學性能值，更何況對于小尺寸薄壁管件根本就無法剖開、碾平，并制樣。

發明內容

為克服現有技術方法中難以精確測得薄壁管件周向力學性能的弊端，本發明提出了一種瓣模式薄壁管件周向力學性能測試裝置。

本發明包括錐形壓頭、瓣模和保護套；瓣模置于被測試的管件中，并且兩者之間間隙配合；錐形壓頭位于瓣模內，一并置于保護套內；保護套的最大內徑與錐形壓頭的平臺外徑之間間隙配合。錐形壓頭的一端為與材料力學性能試驗機壓頭接觸的配合平臺，另一端錐形的擠脹工作端；錐形壓頭擠脹工作端錐度的半錐角為8°或10°或12°或15°。錐形壓頭上配合平臺的外徑同保護套的最大內徑。

所述的瓣模由多瓣外形和結構均相同的模瓣組成；組合后的瓣模為中空圓柱形，其內孔為錐形，并且該內錐形與錐形壓頭的錐度相同；在各瓣模瓣兩端的外圓周表面分別有彈性圈的安裝槽；瓣模外徑同被擠脹測試管件的內徑，高度同被擠脹測試管件的高度。

所述的保護套的內孔為貫通的臺階孔；保護套一端內孔的孔徑同錐形壓頭配合平臺的外徑；保護套中部內孔的孔徑大于被測試管件外徑6mm～12mm；保護套另一端的孔徑大于與之配合的錐形壓頭錐形端的外徑，使錐形壓頭的錐形端裝入該內孔后與保護套不干涉。

利用本發明擠脹薄壁管件時，通過材料力學性能試驗機壓頭驅動錐形壓頭向下作軸向運動，從而使錐形壓頭驅動瓣模徑向向外撐開，對管件進行擠脹，最后將管件脹裂，從而實現對其周向力學性能的測試。

本發明利用了裝置中的錐形結構特點以及瓣模的分瓣結構特點，實現了該測試裝置在材料力學性能試驗機上受載過程中將軸向壓力轉換為徑向的脹形力，起到改變力的傳遞方向，從而實現對薄壁管件的脹形，解決了薄壁小尺寸管件力學性能測試。與現有的測試裝置相比，該裝置能直接對薄壁管件進行測量，不必將薄壁管剖開、碾平，制備出拉伸試樣后測試管件的周向力學性能以滿足現有測試裝置對試樣尺寸要求。同時，測試結果也消除掉了試樣制備過程中帶來的測試誤差，提高了測試精度。隨著該測試裝置更進一步推廣應用，可以準確獲得薄壁管件真實的周向力學性能，從而對后續薄壁管件的設計及工程應用提供了精確的力學性能支持，因此可以提高工程可靠性。

附圖說明

附圖1是管件周向應力測試裝置的結構示意圖；

附圖2是測試裝置受力示意圖；

附圖3是瓣模主視圖；

附圖4是瓣模俯視圖；

附圖5是模瓣三維圖；

附圖6是保護套主視圖；

附圖7是保護套的A向視圖。其中：

1.錐形壓頭????2.瓣模????3.薄壁管件????4.保護套????5.彈性圈

具體實施方式

實施例一

本實施例是一種用于測試7050高強鋁合金管件周向力學性能的裝置。所適用試件的具體尺寸為20mm×1mm，高度為20mm。

本實施例包括錐形壓頭1、瓣模2和保護套4。錐形壓頭1和瓣模2均采用Cr12Mo1V1鋼制成，保護套4采用45#鋼制成。瓣模2放置于被測試管件3中，并且兩者之間間隙配合。錐形壓頭1位于瓣模2內，一并置于保護套4內。保護套的最大內徑與錐形壓頭的平臺外徑之間間隙配合。