[發明專利]一種用于蠕變試驗的夾具系統

有效

• 申請號: 201410160468.7
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103926141A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 湛利華;張姣;焦東軍;黃明輝;賈樹峰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;鄭雋

技術領域

本發明涉及材料蠕變測試裝置領域，特別地，涉及一種用于蠕變試驗的夾具系統。

背景技術

蠕變時效成形技術在航空航天領域應用越來越廣泛，用于滿足大型整體壁板成形的需求。蠕變時效成形技術是將以成形為主的制造環境與成性為主的熱處理環境在時空上集成，利用材料的蠕變與應力松弛特性，使待成形構件的彈性預應變經過一定時間部分地轉化為塑性應變，從而同時實現零件成形與成性的一種成形技術。蠕變時效成形的缺點是周期長且耗能較大，同時，航空航天等高端裝備制造業對材料的加工和服役性能要求愈來愈高,傳統的蠕變時效成形工藝已難以完全開發和利用材料的潛在特性。

近年來，清華大學的姜炎彬、東北大學的李國棟等學者研究發現,在常規熱處理以溫度場作用于材料的同時,施加電流場,可能在較短時間內顯著地提高合金的性能。在連續系統物理學的理論框架中，熱能量場與電流場屬于作用于物質的不同能量形式，對物質的宏觀性質有著不同的影響。從電子、原子層面分析，它們的主要作用對象有所不同，電子比熱小，熱能量場主要作用于正離子，而電流場對電子態有重要影響。同時，中國科學院金屬研究所王景鵬、賀笑春等學者研究發現，引入脈沖電流后，材料中大量電子流撞擊位錯，產生電子風力驅動位錯運動，由于脈沖電流導致的熱壓應力和材料中存在的內應力共同作用，使保持在構件中的彈性應變能通過微觀或宏觀局部塑形變形逐漸釋放，使殘余應力降低。北京航空航天大學的蘇飛等學者利用數值模擬軟件基于蠕變的電遷移作用模型模擬電流作用下的蠕變量變化發現，電流作用后會明顯增大蠕變量。

目前蠕變試驗一般是在電子式高溫蠕變持久強度試驗機上進行，載荷通過拉伸桿施加在試樣上，為了滿足耐高溫、高強度以及抗蠕變等需要，引伸桿和夾具系統一般采用不銹鋼材料，試樣與引伸桿以及夾具系統直接相連，夾具系統和引伸桿均與蠕變機直接相連。采用此設備進行電脈沖蠕變實驗時，脈沖電流通過脈沖電源輸出端引入到試樣上，由于試樣、引伸桿、夾具系統都采用導電材料，勢必會將電流引入到蠕變試驗機從而損壞設備且對操作人員的人身安全造成威脅，導致實驗無法開展。

因此，設計一種既能將脈沖電流引入試樣、又能保證高安全性能且蠕變效果好的夾具系統具有重要意義。

發明內容

本發明目的在于提供一種既能將脈沖電流引入試樣、又能保證高安全性能且蠕變效果好的蠕變試驗夾具系統，具體技術方案如下：

一種用于蠕變試驗的夾具系統，包括上拉伸桿、板材試樣接頭、引伸桿、調節座以及下拉伸桿；

所述上拉伸桿的末端與所述板材試樣接頭的前端之間設有第一連接部件；所述板材試樣接頭的末端與所述下拉伸桿的前端之間設有第二連接部件；所述板材試樣接頭的末端與所述引伸桿的前端同軸心連接，所述引伸桿的末端與所述下拉伸桿同軸心連接；所述調節座設置在所述引伸桿上，且其末端設有用于安裝引伸計的位移傳感安裝座；

所述第二連接部件的結構與所述第一連接部件的結構相同；

所述第一連接部件包括臺肩接頭、凸形塊以及第一墊片，所述凸形塊包括第一端、第二端以及第一通孔，在垂直于其軸線的平面上，所述第一端的橫截面大于所述第二端的橫截面，所述第一通孔沿其軸線方向設置；所述臺肩接頭包括連接桿以及框體，所述框體包括帶有開口的空腔，所述連接桿的前端與所述上拉伸桿的末端連接，其末端設置在所述框體的前壁上，所述框體的后壁上設有與所述空腔相通的第二通孔；所述第一端設置在所述空腔內，所述第二端貫穿所述第二通孔設置；所述板材試樣接頭的最前端依次貫穿第一通孔以及第一墊片設置在所述空腔內；所述第一墊片到所述臺肩接頭的最小距離大于零；

或者所述第一連接部件包括第一擋塊、第二擋塊、第二墊片、拉伸塊以及固定部件，所述第一擋塊、第二擋塊、第二墊片以及拉伸塊通過所述固定部件進行固定；所述第一擋塊垂直于所述上拉伸桿的軸線設置在其末端的端面上，且其上設有第三通孔；所述第二擋塊垂直于所述板材試樣接頭的軸線設置在其前端的端面上，且其上設有與所述第三通孔相對應的第四通孔；所述第一擋塊與所述第二擋塊之間設有絕緣塊；所述拉伸塊包括兩個拉伸塊單件，一個所述拉伸塊單件依次貫穿所述第三通孔以及絕緣塊設置，另一個拉伸塊單件依次貫穿所述第二墊片、第四通孔以及絕緣塊設置；所述第二墊片到所述板材試樣接頭的最小距離為0；

所述凸形塊、拉伸塊、絕緣塊、調節座以及位移傳感安裝座的材質均為絕緣材質。

以上技術方案中優選的，所述第一通孔以及第二通孔的橫截面均為圓形。

以上技術方案中優選的，所述板材試樣接頭上設有用于固定所述凸形塊以及第一墊片的螺母。