[發明專利]一種夾具及疲勞試驗設備

在審

• 申請號: 201910289165.8
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN109900567A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 盛柏儒
• 申請（專利權）人: 盛柏儒
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/04
• 代理公司: 北京魚爪知識產權代理有限公司 11754
• 代理人: 廖斌

本發明提供一種夾具及疲勞試驗設備，涉及力學性能測試設備領域。該夾具主要包括相對間隔設置的第一夾臂和第二夾臂。第一夾臂和第二夾臂分別用于夾持被測材料長度方向上的兩端。第一夾臂的材質和第二夾臂的材質均為彈簧鋼。使用彈簧鋼夾持被測材料，只要被測材料的直徑在夾具可夾持的范圍內，即可保持夾持的穩固性，就能獲得較傳統拉伸測試更精確的測試結果，尤其能顯著提高柔性材料拉伸疲勞測試的精確性。一種疲勞試驗設備，包括夾具。本夾具是國家自然科學基金研究項目(編號51179124)技術成果的一部分，對天津大學博士學位論文《合成纖維系纜的復雜力學性能及其對繃緊式系泊系統動力響應的影響》的順利完成也起到了一定的幫助作用。

技術領域

本發明涉及力學性能測試設備領域，具體而言，涉及一種夾具及疲勞試驗設備。

背景技術

拉伸試驗是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗方法。利用拉伸試驗得到的數據可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強度、屈服點、屈服強度和其它拉伸性能指標。而拉伸疲勞試驗則需要通過上萬次的反復拉伸運動，以檢測材料的相關性能。尤其在纜繩這類柔性材料的疲勞試驗中，隨著拉伸次數的增加，拉伸位移測量的精度逐步下降，最終嚴重影響疲勞試驗的測試結果，使得目前的纜繩拉伸疲勞試驗測得的關于纜繩的力學性能數據在很多情況下仍然不夠精確。本發明發端于國家自然科學基金研究海洋工程問題的項目。目前，海洋資源的開發利用在我國得到空前的重視，纜繩則是海洋工程必不可少的工具之一，常用于將各種工作平臺系泊在海洋內。在這一過程中，纜繩將承受數萬次海浪沖擊所導致的拉力，因此提高纜繩疲勞試驗研究的精確性就顯得尤為重要了。

發明內容

本發明的目的在于提供一種夾具，其能夠提高材料拉伸測試結果的精確度，尤其是柔性材料。

本發明的另一目的在于提供一種疲勞試驗設備，其能夠提高疲勞測試數據的精確度。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種夾具，用于夾持被測試材料。其主要包括相對間隔設置的第一夾臂和第二夾臂。第一夾臂和第二夾臂分別用于夾持被測試材料長度方向上的兩端。第一夾臂的材質和第二夾臂的材質均為彈簧鋼。

在本發明的一些實施例中，第一夾臂和第二夾臂在沿被測試材料拉伸方向上的自身變形比被測試材料的拉伸變形至少小兩個數量級。若兩個夾臂的變形不在要求的精度范圍內，則兩個夾臂的變形可能會對被測試材料的試驗精度造成不利影響。第一夾臂和第二夾臂的變形比被測試材料的拉伸變形至少小兩個數量級，例如被測試材料的拉伸變形為1mm，則第一夾臂和第二夾臂的變形均至多為0.01mm。

在本發明的一些實施例中，第一夾臂包括第一夾片和第二夾片。第一夾片和第二夾片被配置為共同對被測試材料進行夾持。第一夾片和第二夾片通過第一螺栓相連以調整被測試材料的夾緊程度。第一夾片和第二夾片均為彈簧鋼，借助第一螺栓對第一夾片和第二夾片之間的夾持空間進行寬度調整，使第一夾片和第二夾片能夠夾緊被測試材料。具體可以以第一螺栓無法更進一步擰緊判斷是否夾緊被測試材料。第一螺栓的數量可以是3個，3個螺栓均可以借助扭矩扳手進行擰緊，以保證被測試材料在被夾持部位的夾緊壓力的大小在合理的范圍內，而且可以保證夾緊壓力的均勻性。

第二夾臂包括第三夾片和第四夾片。第三夾片和第四夾片被配置為共同對被測試材料進行夾持。第三夾片和第四夾片通過第二螺栓相連以調整被測試材料的夾緊程度。第三夾片和第四夾片均為彈簧鋼，借助第二螺栓對第三夾片和第四夾片之間的夾持空間進行寬度調整，使第三夾片和第四夾片能夠夾緊被測試材料。具體可以借助扭矩扳手施加足夠的壓力對螺栓進行擰緊，且不會出現壓力過大的情況，使被測試材料受到的夾緊壓力更加均勻。