[發(fā)明專利]一種金屬管材環(huán)向疲勞試驗(yàn)夾具及試驗(yàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110380582.0
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112945716A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周冶東
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州邁達(dá)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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

本發(fā)明涉及一種金屬管材環(huán)向疲勞試驗(yàn)夾具及試驗(yàn)方法，包括上D型件、下D型件、上固定件、下固定件，上固定件與上D型件連接，下固定件與下D型件連接，在上D型件的弧形面上設(shè)置上定位槽，在下D型件的弧形面上設(shè)置下定位槽，金屬管材試樣設(shè)置于上定位槽與下定位槽內(nèi)。通過對多個(gè)金屬管材試樣進(jìn)行拉斷測試并計(jì)算出相應(yīng)的公式，再通過正式試樣進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。避免了傳統(tǒng)管材疲勞試驗(yàn)只能切取軸向弧形試樣導(dǎo)致試樣因加工硬化或變形而造成結(jié)果不準(zhǔn)確的問題；得出試驗(yàn)機(jī)載荷與金屬管材試樣工作段所受應(yīng)力之間的關(guān)系，避免需要采用仿真軟件進(jìn)行載荷計(jì)算的復(fù)雜性；適用于不同管徑的管材進(jìn)行環(huán)向應(yīng)力控制的拉?拉疲勞試驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬管材性能測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種金屬管材環(huán)向疲勞試驗(yàn)夾具及試驗(yàn)方法，其針對金屬管材環(huán)向應(yīng)力控制的拉-拉疲勞性能測試。

背景技術(shù)

金屬管材包括管線管、鍋爐管、機(jī)械結(jié)構(gòu)管、液壓及氣動系統(tǒng)用管、石油及天然氣輸送用管、化工用管等，由于使用場合和使用目的不同，通常對管材材質(zhì)和力學(xué)性能有不同的要求。

目前對管材力學(xué)性能測試方法有：采用管材軸向力學(xué)性能測試代替環(huán)向力學(xué)性能測試，即沿軸向切取一段管材或切取弧形試樣進(jìn)行力學(xué)性能測試；或?qū)⒐懿难剌S向切開，然后展平再進(jìn)行力學(xué)性能測試。但金屬管材一般容易因?yàn)榭棙?gòu)原因存在材料力學(xué)性能各向異性的問題，尤其對于無縫管，如擠壓管或冷拔管，管材沿軸向和環(huán)向的力學(xué)性能有很大差別。將管材沿軸向切開然后展平的過程加工硬化將引起管材性能的變化，這將影響到管材力學(xué)性能測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

疲勞性能測試是評估金屬管材綜合力學(xué)性能的一項(xiàng)重要測試。現(xiàn)有專利如專利申請公布號為CN105388061A，提出了一種小管徑金屬管材環(huán)向疲勞試驗(yàn)夾具，但所能測試的金屬管材直徑不超過50mm，由于其結(jié)構(gòu)用于定位管材的夾具一端懸空，載荷是通過夾具另一端傳至夾具上，會導(dǎo)致夾具出現(xiàn)在垂向方向上擺動，不適用于大管徑的管材疲勞試驗(yàn)。現(xiàn)有管材環(huán)向拉伸性能測試專利如授權(quán)公告號為CN100487416C、CN102445384B以及CN202693413U等，介紹了管材環(huán)向拉伸試驗(yàn)夾具或方法，但未將試樣固定，即試樣仍可進(jìn)行軸向或環(huán)向滑動，導(dǎo)致疲勞試驗(yàn)機(jī)可能無法啟振或振動頻率不高，因此無法采用此類夾具進(jìn)行管材環(huán)向疲勞測試。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種不會出現(xiàn)軸向以及環(huán)向滑動且適用于較大管徑的金屬管材環(huán)向疲勞試驗(yàn)夾具及試驗(yàn)方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種金屬管材環(huán)向疲勞試驗(yàn)夾具，安裝于用于拉伸的試驗(yàn)機(jī)上，包括上D型件、下D型件、與試驗(yàn)機(jī)連接的上固定件、與試驗(yàn)機(jī)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，在所述的上D型件的弧形面上設(shè)置上定位槽，在所述的下D型件的弧形面上設(shè)置下定位槽，所述的金屬管材試樣設(shè)置于上定位槽與下定位槽內(nèi)。

進(jìn)一步具體的，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。

進(jìn)一步具體的，所述的上固定件與下固定件結(jié)構(gòu)一致均包括U型塊以及設(shè)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(cè)伸出的伸出端，所述的圓棒固定于固定端上。

進(jìn)一步具體的，所述的上D型件上設(shè)置上連接通孔，所述的上固定件的兩個(gè)伸出端上分別設(shè)置上連接孔，在所述的上連接通孔與上連接孔內(nèi)穿插入上銷軸將上固定件、上D型件進(jìn)行連接；所述的下D型件上設(shè)置下連接通孔，所述的下固定件的兩個(gè)伸出端上分別設(shè)置下連接孔，在所述的下連接通孔與下連接孔內(nèi)穿插入下銷軸將下固定件、下D型件進(jìn)行連接。

進(jìn)一步具體的，在所述的固定端上設(shè)置有螺紋孔，在所述的圓棒上設(shè)置有螺紋，所述的螺紋與螺紋孔配合。

進(jìn)一步具體的，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(nèi)的金屬管材試樣上。

一種金屬管材環(huán)向疲勞試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)方法為，