[發(fā)明專利]弧形曲面金屬薄壁試樣高溫蠕變?cè)囼?yàn)夾具及使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010430021.2
• 申請(qǐng)日: 2020-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111442975A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鶴;趙乃仁;劉慶;周亦胄;孫曉峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號(hào): G01N3/04
• 分類號(hào): G01N3/04;G01N3/18
• 代理公司: 北京煦潤(rùn)律師事務(wù)所 11522
• 代理人: 張宗濤;梁永芳

本發(fā)明提供一種弧形曲面金屬薄壁試樣高溫蠕變?cè)囼?yàn)夾具及使用方法。其中的試驗(yàn)夾具，包括夾頭，所述夾頭具有與試驗(yàn)機(jī)連接的連接柱以及與試樣連接的連接凹槽，所述連接凹槽為矩形槽，在所述夾頭的拉伸受力方向上，所述連接柱具有第一軸心線，所述連接凹槽具有第一槽對(duì)稱面，所述第一軸心線與所述第一槽對(duì)稱面之間具有偏心距，所示偏心距能夠保證所述第一軸心線能夠與所述試樣的中軸線共線。根據(jù)本發(fā)明的一種弧形曲面金屬薄壁試樣高溫蠕變?cè)囼?yàn)夾具及使用方法，上下夾頭上具有與薄壁試樣標(biāo)距段軸心線同軸的連接凹槽，有效防止高溫蠕變?cè)囼?yàn)過(guò)程中拉伸施力對(duì)試驗(yàn)標(biāo)距段產(chǎn)生力矩導(dǎo)致試樣變形的現(xiàn)象發(fā)生，提高試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于壓縮機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種弧形曲面金屬薄壁試樣高溫蠕變?cè)囼?yàn)夾具及使用方法。

背景技術(shù)

高溫蠕變是指在溫度T≥0.3Tm(Tm為熔點(diǎn))及低于屈服強(qiáng)度的應(yīng)力下，材料隨加載時(shí)間的延長(zhǎng)緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。高溫蠕變比高溫強(qiáng)度能更有效地預(yù)示材料在高溫下長(zhǎng)期使用時(shí)的應(yīng)變趨勢(shì)和斷裂壽命，是材料的重要力學(xué)性能之一。常規(guī)的高溫蠕變?cè)囼?yàn)采用HB 5151-1996和GB/T 2039-2012中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試樣，對(duì)于一些形狀規(guī)則且壁厚較大的材料，采用標(biāo)準(zhǔn)試樣形式是可行的。目前，帶有一定弧度的曲面金屬薄壁零件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于核電、火電等領(lǐng)域的關(guān)鍵部位，其高溫服役性能直接影響安全運(yùn)行。因此測(cè)試弧形曲面金屬薄壁零件的蠕變性能至關(guān)重要。

弧形曲面金屬薄壁零件由于其壁薄且形狀不規(guī)則，無(wú)法加工成標(biāo)準(zhǔn)蠕變?cè)嚇樱荒苤苯訉?duì)零件簡(jiǎn)單加工進(jìn)行蠕變測(cè)試。目前蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)只配備了棒狀、管狀或板狀試樣夾具，無(wú)對(duì)應(yīng)的夾具對(duì)弧形曲面金屬薄壁零件進(jìn)行夾持。采用傳統(tǒng)板狀?yuàn)A具或管狀?yuàn)A具易導(dǎo)致試樣變形和試樣與引伸桿、夾頭同軸度問(wèn)題。因此，需要設(shè)計(jì)一種夾具既要保證夾持試樣時(shí)不會(huì)造成試樣變形，又要保證試樣與拉桿、夾頭同軸度，基于此提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種弧形曲面金屬薄壁試樣高溫蠕變?cè)囼?yàn)夾具及使用方法，上下夾頭上具有與薄壁試樣標(biāo)距段軸心線同軸的連接凹槽，有效防止高溫蠕變?cè)囼?yàn)過(guò)程中拉伸施力對(duì)試驗(yàn)標(biāo)距段產(chǎn)生力矩導(dǎo)致試樣變形的現(xiàn)象發(fā)生，提高試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種弧形曲面金屬薄壁試樣高溫蠕變?cè)囼?yàn)夾具，包括夾頭，所述夾頭具有與試驗(yàn)機(jī)連接的連接柱以及與試樣連接的連接凹槽，所述連接凹槽為矩形槽，在所述夾頭的拉伸受力方向上，所述連接柱具有第一軸心線，所述連接凹槽具有第一槽對(duì)稱面，所述第一軸心線與所述第一槽對(duì)稱面之間具有偏心距，所示偏心距能夠保證所述第一軸心線能夠與所述試樣的中軸線共線。

優(yōu)選地，所述試驗(yàn)夾具還包括卡掛引伸組件，所述卡掛引伸組件獨(dú)立于所述夾頭，所述卡掛引伸組件包括卡掛體本體，所述試樣上具有兩個(gè)卡掛凸起，兩個(gè)所述卡掛凸起沿所述試樣的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置，以將所述試樣的長(zhǎng)度兩端形成夾持段并在兩個(gè)所述卡掛凸起之間形成標(biāo)距段，所述卡掛體本體具有試樣穿行通孔，所述試樣穿行通孔具有與所述試樣的外弧面或者內(nèi)弧面相匹配的第一夾持弧面，所述試樣穿行通孔的孔壁上具有容納所述卡掛凸起的卡掛槽。

優(yōu)選地，所述試樣穿行通孔的一側(cè)具有組裝開(kāi)口，所述卡掛引伸組件還包括試樣定位塊，所述試樣定位塊具有與所述第一夾持弧面相對(duì)應(yīng)的第二夾持弧面，所述試樣定位塊能夠通過(guò)所述組裝開(kāi)口組裝于所述試樣穿行通孔中，并通過(guò)所述第二夾持弧面與所述第一夾持弧面對(duì)所述試樣形成夾持。

優(yōu)選地，所述卡掛引伸組件還包括楔形塊，所述卡掛體本體上還具有楔形塊穿行孔，所述楔形塊穿行孔沿著所述引伸方向貫穿所述卡掛體本體的兩側(cè)，所述楔形塊能夠組裝于所述楔形塊穿行孔中以對(duì)所述試樣定位塊施加朝向于所述試樣一側(cè)的力。

優(yōu)選地，所述組裝開(kāi)口與所述卡掛槽貫通，所述試樣定位塊包括抵接部以及與所述抵接部垂直的組裝導(dǎo)向部，所述第二夾持弧面處于所述抵接部上，所述組裝導(dǎo)向部能夠插裝于所述卡掛槽中，且所述卡掛槽具有背離所述第一夾持弧面一側(cè)的開(kāi)口，所述開(kāi)口與所述組裝開(kāi)口貫通。