[發明專利]一種金屬管材環向疲勞試驗夾具及試驗方法

在審

• 申請號: 202110380582.0
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112945716A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 周冶東
• 申請（專利權）人: 蘇州邁達檢測科技有限公司
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;G01N3/32
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

1.一種金屬管材環向疲勞試驗夾具，安裝于用于拉伸的試驗機上，包括上D型件、下D型件、與試驗機連接的上固定件、與試驗機連接的下固定件，所述的上固定件與上D型件連接，所述的下固定件與下D型件連接，所述的上D型件與下D型件組成用于固定金屬管材試樣的圓形塊，其特征在于，在所述的上D型件的弧形面上設置上定位槽，在所述的下D型件的弧形面上設置下定位槽，所述的金屬管材試樣設置于上定位槽與下定位槽內。

2.根據權利要求1所述的金屬管材環向疲勞試驗夾具，其特征在于，所述的上固定件與下固定件的受力軸線重合且通過圓形塊的中心。

3.根據權利要求1所述的金屬管材環向疲勞試驗夾具，其特征在于，所述的上固定件與下固定件結構一致均包括U型塊以及設置于U型塊上的圓棒，所述的U型塊包括固定端以及位于固定端兩端向同側伸出的伸出端，所述的圓棒固定于固定端上。

4.根據權利要求3所述的金屬管材環向疲勞試驗夾具，其特征在于，所述的上D型件上設置上連接通孔，所述的上固定件的兩個伸出端上分別設置上連接孔，在所述的上連接通孔與上連接孔內穿插入上銷軸將上固定件、上D型件進行連接；所述的下D型件上設置下連接通孔，所述的下固定件的兩個伸出端上分別設置下連接孔，在所述的下連接通孔與下連接孔內穿插入下銷軸將下固定件、下D型件進行連接。

5.根據權利要求3所述的金屬管材環向疲勞試驗夾具，其特征在于，在所述的固定端上設置有螺紋孔，在所述的圓棒上設置有螺紋，所述的螺紋與螺紋孔配合。

6.根據權利要求3所述的金屬管材環向疲勞試驗夾具，其特征在于，所述的下固定件的圓棒的一端穿過固定端抵住下定位槽內的金屬管材試樣上。

7.一種金屬管材環向疲勞試驗方法，其特征在于，該試驗方法為，

S1、從金屬管材上截取多個金屬管材試樣以及一個正式試樣備用；

S2、通過疲勞試驗夾具固定金屬管材試樣并將疲勞試驗夾具固定于試驗機上，同時保證疲勞試驗夾具的受力軸線通過金屬管材試樣的中心；

S3、以恒定的速度拉伸金屬管材試樣直至斷裂，記錄最大載荷；

S4、選取下一個金屬管材試樣，返回步驟S2同時保證該金屬管材試樣旋轉至另一個角度，該角度與前述被拉斷的金屬管材試樣的角度不同，直至所有金屬管材試樣全部完成測試；

S5、通過對多個金屬管材試樣進行受力分析，將上述試驗結果處理得出金屬管材試樣與疲勞試驗夾具之間的摩擦系數，并得出試驗機所施加的載荷與金屬管材試樣工作段所受應力之間的關系；

S6、根據步驟S5得出的試驗機所施加的載荷與金屬管材試樣工作段所受應力之間的關系，再根據疲勞試驗設定的峰值應力與谷值應力，計算出試驗機所需設定的最大載荷與最小載荷；

S7、選取正式試樣，并按照步驟S2進行安裝并固定同時保證正式試樣的工作段的中心位于受力軸線上，進行疲勞試驗；

S8、疲勞試驗結束后取下正式試樣。

8.根據權利要求7所述的金屬管材環向疲勞試驗方法，其特征在于，所述的金屬管材試樣至少兩個。

9.根據權利要求7所述的金屬管材環向疲勞試驗方法，其特征在于，所述步驟S7中正式試樣在完成裝夾后通過一固定件保證正式試樣不會轉動。

10.根據權利要求7所述的金屬管材環向疲勞試驗方法，其特征在于，所述步驟S5中試驗機所施加的載荷與金屬管材試樣工作段所受應力之間的關系為：

其中，F(θ)為所受的環向拉力，P為圓形塊所受拉力，μ為金屬管材試樣與圓形塊之間的摩擦系數，θ為金屬管材試樣工作段與水平方向的夾角。