[發明專利]一種管材環向拉伸性能試驗夾具

有效

• 申請號: 201110284775.2
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102445384A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 楊合;劉靜;詹梅
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04
• 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

本發明涉及一種材料力學性能試驗夾具，具體是一種管材環向拉伸性能試驗夾具。

技術背景

目前管材及其二次加工件在工業中得到了廣泛應用，對管材進行二次加工時(如彎曲和脹形)，要求管材具有一定的塑性變形能力。管材力學性能測試是評價管材塑性變形能力的一種重要方法。由于受到材料結構和生產工藝的影響，管材在軸向和環向的性能存在很大的差異。管材軸向的力學性能一般采用單向拉伸試驗標準(GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法)來獲得，管材環向的力學性能測試方法受管材直徑的限制。

對于大口徑管材(直徑＞203.2mm)(ASTM?A370)，管材的環向拉伸性能通常是將管材沿環向加工的“狗骨型”試樣壓平后進行單向拉伸試驗測得(ASTM?A370，StandardTest?Methods?and?Definitions?for?Mechanical?Testing?of?Steel?Products)。然而用于脹形及彎曲成形的管材一般直徑為60～152.5mm(H.Wang，R.Bouchard，R.Eagleson，P.Martin，and?W.R.Tyson.Ring?Hoop?Tension?Test(RHTT)：A?Testfor?Transverse?Tensile?Properties?of?Tubular?Materials.Journal?of?Testing?andEvaluation，2002，30：382-391)，對于此類管材，在壓平過程中管材將發生嚴重的加工硬化而使得測量結果不可靠，不能準確反映環向整體的力學性能。哈爾濱工業大學提出了一種測試管材環向拉伸性能的方法及夾具(管材環向拉伸性能測試方法，授權公告號：CN?100487416C)。該裝置實質是將一對對稱布置半圓形支撐塊套入圓環狀試樣中，采用拉伸試驗機對兩個支撐塊施加反向拉力，使試樣在環向伸長，從而獲得管材環向的拉伸性能試驗數據。然而該裝置在測試管材時，需根據被測管材的內徑制作專用鑲塊，增加了測試成本，并且測得的管材沿環向的變形包含了拉伸試驗機的彈性變形部分，使管材環向拉伸性能測量的精確度不高。Wang等在測試管材的環向拉伸性能時，使用了一種帶孔的支撐塊，其作用是可將引伸計固定在試樣上，這樣就可以直接獲得拉伸過程中試樣的伸長量，消除了拉伸試驗機的彈性變形的影響(H.Wang，R.Bouchard，R.Eagleson，P.Martin，and?W.R.Tyson.Ring?Hoop?Tension?Test(RHTT)：A?Test?for?Transverse?Tensile?Properties?of?Tubular?Materials.Journal?ofTesting?and?Evaluation，2002，30：382-391)。但該裝置同樣僅能測一種規格的管材，對于不同尺寸的管材需要更換試樣內部整套的支撐塊，試驗夾具的通用性不強、試驗成本較高。

發明內容

為克服現有技術中存在的測試成本高、管材環向拉伸性能測量的精確度低的不足，本發明提出了一種管材環向拉伸性能試驗夾具。

本發明包括第一內鑲塊、第二內鑲塊、第一夾塊、第二夾塊和襯環體。襯環體包括內襯環、中間層襯環和外襯環，并且所述的內襯環、中間層襯環和外襯環分別由2個同徑的半圓環對合而成。內襯環、中間層襯環和外襯環依次嵌套組成襯環體。襯環體的厚度與第一內鑲塊的半徑之和＝管材試樣的內半徑。由2個內襯環、2個中間層襯環和2個外襯環組成的襯環體的軸向的高度分別與第一內鑲塊和第二內鑲塊的軸向高度相同。內襯環的壁厚度與中間層襯環的壁厚度相同。外襯環的壁厚度＝管材試樣的內半徑-(內襯環的壁厚度+中間層襯環的壁厚度+第一內鑲塊半徑)。

第一內鑲塊和第二內鑲塊為同徑的半圓形，并由第一內鑲塊和第二內鑲塊對合形成一個圓形塊。第一內鑲塊和第二內鑲塊的半圓圓周表面到半圓平面的最大垂直距離為所述第一內鑲塊和第二內鑲塊的徑向高度。第一內鑲塊和第二內鑲塊的直徑比所測試的內徑為60～150mm的管材試樣中的最小內徑小10mm，第一內鑲塊和第二內鑲塊的軸向高度比管材試樣的軸向高度大8mm。襯環體套裝在所述的圓形塊上。管材試樣套裝在襯環體的外表面，并將套裝有管材試樣的襯環體嵌裝入第一夾塊和第二夾塊內。

所述內襯環的內徑與第一內鑲塊和第二內鑲塊的直徑相同，內襯環的外徑與中間層襯環的內徑相同，中間層襯環的外徑與外襯環的內徑相同。外襯環的外徑與管材試樣的內徑相同。所述2個外襯環的外徑分別與管材試樣的內徑相同。