[發明專利]基于正反牙螺紋結構的拉伸-扭轉復合夾具

在審

• 申請號: 201910909150.7
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110441136A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 趙宏偉;李世超;趙久成;方宇明;劉長宜;趙大慶;趙甄章;周水龍;秦學志;牛一涵
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

本發明涉及一種基于正反牙螺紋結構的拉伸?扭轉復合夾具，屬于材料測試技術領域。可以在準靜態及高頻動態的拉伸?扭轉復合載荷加載的材料測試試驗中，完成對試樣的可靠夾持，且所述高頻動態加載包括但不限于過零加載。包括夾具外殼部分、夾持部分及脹緊部分。外殼部分中的夾具杯座后端與拉伸扭轉復合傳感器通過法蘭連接；夾持部分由兩個直徑不等、旋向相反的螺母組成，并通過平鍵副及脹緊部分與夾具杯座連接；脹緊部分用于調整內端螺母鎖緊程度。優點在于：能夠在準靜態及高頻動態的拉伸?扭轉復合載荷加載條件下，以機械連接方式實現對試樣的夾持。通用性好、成本低且維修方便，更具有在極高溫、極低溫環境及有限空間中應用的重要前景。

技術領域

本發明涉及材料測試技術領域，特別涉及一種，基于正反牙螺紋結構的拉伸-扭轉復合夾具，可應用于拉伸、扭轉兩種力學形式耦合或者單一載荷的準靜態或高頻動態加載試驗。

背景技術

工程材料在實際的服役條件下往往同時承受多種不同形式的力學載荷，伴隨著材料測試技術的發展以及工程實際應用對材料測試要求的提升，傳統單一載荷材料性能測試機及部分配套儀器設備已經無法滿足日益豐富的材料測試需求，一系列多載荷多物理場耦合材料測試試驗儀器應運而生。常見的試驗夾具分為液壓式夾具和機械式夾具。液壓式夾具通過楔形塊壓緊試樣，實現夾持經改裝后也可用于拉-扭復合試驗及疲勞試驗，但是其成本高、輔助元件多、維修困難等缺點一直難以得到改善，此外在極高溫、極低溫、強電、強磁等物理場內，液壓夾具往往受到環境的掣肘而根本無法達到使用要求。機械式夾具通過楔形塊自鎖或者螺紋卡緊試樣，具有結構簡單、成本低廉且維修方便的優點。但能在復合力學載荷下實現夾持，特別是能應用于高頻過零載荷加載試驗的機械式夾具極少。總體來看，設計一款可用于拉伸扭轉復合載荷，并可通用于準靜態加載及高頻動態加載試驗的機械式夾具，具有重大的工程意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于正反牙螺紋結構的拉伸-扭轉復合夾具，解決在材料測試領域現有技術存在的上述問題。本發明能夠在準靜態及高頻動態的拉伸-扭轉復合載荷加載的材料測試試驗中，有效可靠的對試樣實現夾持。具有通用性好、成本低廉、維修方便、使用簡單等諸多優點。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

基于正反牙螺紋結構的拉伸-扭轉復合夾具，能夠在準靜態及高頻動態加載的拉伸-扭轉復合載荷加載的材料測試試驗中，完成對試樣的夾持，且所述高頻動態加載包括但不限于過零加載；內端螺母3與外端螺母2直徑不等、旋向相反，且內端螺母3的內徑大于外端螺母2的內徑，對試樣實現螺紋夾持；所述外端螺母2與夾具杯座1通過均布的四個平鍵9連接，實現在周向及徑向上對外端螺母2限位；所述內端螺母3與夾具杯座1通過脹緊部分連接，該脹緊部分由脹緊內襯套5及脹緊外襯套4組成，調整螺栓組8通過壓盤7壓緊脹緊內襯套5及脹緊外襯套4，旋合調整螺栓組8后即可在周向及徑向上對內端螺母3及外端螺母2實現限位；夾緊螺栓組6通過壓盤7與夾具杯座1固定連接，實現夾緊，旋合夾緊螺栓組6后即可在軸向上對內端螺母3與外端螺母2實現限位。

所述的夾具杯座1后端加工有法蘭孔，與試驗裝置中施加拉伸-扭轉載荷的主軸通過螺栓組形成固定連接。

所述的壓盤7上加工有圓形陣列沉孔，沉孔分兩組且間隔成組。

所述的內端螺母3與外端螺母2分別通過直徑不等、旋向相反的螺紋副與試樣連接，對被測的試樣實現夾持。

所述的試樣的夾持段應加工有直徑不等、旋向相反的外螺紋，具體是指：所述試樣上靠近標距段的螺紋段與內端螺母3旋合，遠離標距段的螺紋段與外端螺母2旋合；同一試樣上與內端螺母3旋合的螺紋段旋向相同，同一試樣上與外端螺母2旋合的螺紋段旋向不同于與內端螺母3旋合的螺紋段旋向；同一試樣上與外端螺母2旋合的螺紋段公稱直徑小于與內端螺母3旋合的螺紋段公稱直徑，且應保證內端螺母3可以順利旋入。