[發明專利]一種用于管材試樣的拉伸試驗夾具

無效

• 申請號: 201010106439.4
• 申請日: 2010-02-04
• 公開（公告）號: CN101776550A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 楊合;任寧;詹梅;李恒
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;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

本發明涉及金屬管材塑性成形技術領域，具體是一種用于管材試樣的拉伸試驗夾具。

背景技術

薄壁管數控彎曲精確成形是多參數耦合交互作用下的復雜非線性過程，管材塑性本構參數的準確性是影響管材數控彎曲有限元數值模擬質量的關鍵因素之一。薄壁管材的塑性本構參數難以從手冊直接查得，而且即使對同一牌號、同一規格的管材塑性本構參數也可能存在差異，同時材料的成形性能受到成形模式的影響。目前，大都采用單向拉伸試驗法確定管材的塑性本構參數，簡單易行。

在拉伸試驗國家標準中，管材的材料力學性能參數是通過從管材上直接截取全壁厚縱向弧形試樣或整個管段進行單向拉伸試驗而獲得的。對于大口徑厚壁管來說，進行整管拉伸雖然能夠保證管材試樣在拉伸試驗中處于單向應力狀態而獲得準確的本構關系，但需要大的夾具和很大的液壓，試驗實施困難。管壁厚度大于0.5mm的管材一般采用縱向弧形試樣。由于大部分液壓脹形用管材的壁厚都大于0.5mm，因此都將采用縱向弧形試樣進行單向拉伸試驗。由于弧形試樣的兩端不是平板狀，在試驗機上夾持時需壓平弧形試樣的兩端夾持部分，導致在拉伸的過程中管材試樣夾持端被夾平而引起管材性能變化，因而得到的力學性能參數與真實值存在較大偏差。另外，在弧形段被夾平的過程中，試樣容易發生偏移，造成上下夾具中心線和試樣中心線不平行，試樣在拉伸過程中產生偏心力，致使拉伸試驗獲得的材料參數不準確。

發明內容

為了克服管材試樣在裝夾時容易發生偏移和避免管材試樣夾持端被夾平所引起的管材性能變化，本發明提出了一種用于管材試樣的拉伸試驗夾具。

本發明包括兩個凸模夾具、兩個凹模夾具、上定位板、下定位板、兩個凸模墊塊和兩個凹模墊塊；凹模夾具和凸模夾具的外形和結構相同，方向相反。兩個凹模夾具、兩個凹模墊塊、兩個凸模夾具和兩個凸模墊塊組成為一個整體夾具，將兩個凸模墊塊分別固定在兩個凸模夾具的安裝面上；將兩個凹模墊塊分別固定在兩個凹模夾具的安裝面上，并使凸模墊塊的凸弧面與凹模墊塊的凹弧面配合成為一對夾具；將上定位板和下定位板分別固定在兩個凸模夾具的側表面上。拉伸試驗夾具通過凸模夾具凸緣和凹模夾具凸緣與試驗機連接定位；定位板上加工有標尺，根據管材試樣夾持端弦長寬度方向的尺寸調整定位板，以保證管材試樣中心線與上下夾具的中心線平行。拉伸試驗夾具通過凸模夾具凸緣和凹模夾具凸緣與試驗機連接定位。

所述的在凹模夾具的平面上有凹模墊塊的安裝孔，在凸模夾具的平面上有凸模墊塊的安裝孔；在凹模夾具和凸模夾具的一側表面分別有下定位板的安裝孔。

所述的凹模夾具和凸模夾具的另一個表面為階梯面，分別形成了凹模夾具凸緣和凸模夾具凸緣。

所述的凹模墊塊的一個表面為平面，另一個表面中部為凹弧面；凹模墊塊的圓弧半徑與管材試樣外徑一致；凹弧面上加工有齒紋，在凹模墊塊上的安裝孔與凹模夾具上的安裝孔對應。凸模墊塊的一個表面為平面，另一個表面中部為凸弧面，凸模墊塊的圓弧半徑與管材試樣內徑一致；凸弧面上加工有齒紋，并且該凸弧面的曲率與外形同凹模墊塊的凹弧面的曲率與外形一致。

本發明通過一對有弧形齒面的凹模墊塊和凸模墊塊將管材試樣牢牢地卡在兩夾頭之間，避免了管材試樣受負載后打滑；

本發明通過一對有弧形面的凹模墊塊和凸模墊塊將管材試樣牢牢地卡在兩夾頭之間，避免管材試樣夾持端在被夾平后所產生的偏心距；

本發明采取兩個上下位置一致的定位板，根據管材試樣夾持端弦長方向寬度調整定位板的位置，確保管材試樣和整體夾具的同心軸在豎直方向上，且試驗機夾具對管材試樣的作用力是單一方向上的拉力，以避免在管材試樣上產生一個附加彎矩，從而影響管材試樣的均勻單向拉伸；

本發明采用一對有弧形齒面的凹模墊塊和凸模墊塊，能夠避免管材試樣夾持端被夾平所引起的管材性能變化，從而能夠更為準確地測試管材的拉伸性能，為材料與模具設計加工、有限元仿真提供真實可靠的材料力學性能參數。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的拉伸夾具總裝配示意圖。

圖2是本發明的拉伸夾頭的結構示意圖。

圖3是本發明的拉伸夾頭的裝配示意圖。

圖4是本發明的凸模夾具的裝配示意圖。

圖5是本發明的凹模夾具的裝配示意圖。

圖6是本發明的凹模墊塊的剖面示意圖。圖中：

1.凸模墊塊??2.凹模夾具??3.凸模夾具??4.上定位板??5.管材試樣??6.下定位板7.螺釘??8.凹模墊塊??9.凸模夾具凸緣??10.凹模夾具凸緣??11.標尺??12.中心線