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可用于多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可用于多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具，用于材料測試【技術(shù)領(lǐng)域】。等速液壓缸后端與拉伸扭轉(zhuǎn)復(fù)合傳感器連接，前端活塞桿端面涂有高溫陶瓷絕緣材料。絕熱部分包含連接螺釘和橡膠絕緣墊。隔熱部分由云母片和銅片相間疊加而成。夾具通過螺釘將等速液壓缸的前端法蘭、定位片、隔熱部分、夾持部分連接在一起。在等速液壓缸活塞缸推力作用下，楔形塊夾緊試件?；钊麠U前端與夾具體之間具有花鍵副，防止二者相對轉(zhuǎn)動，傳遞扭矩?？捎糜诰哂袦囟葓?、電場、磁場等加載模塊的拉扭復(fù)合材料試驗(yàn)機(jī)，使得材料試驗(yàn)機(jī)在多物理場耦合條件下，在拉伸和扭轉(zhuǎn)載荷同時作用下測試材料接近服役條件下的力學(xué)性能，具有工作可靠，操作簡單等特點(diǎn)。
【專利說明】可用于多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可用于多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具，用于材料測試【技術(shù)領(lǐng)域】，使得拉扭復(fù)合材料試驗(yàn)機(jī)在溫度場、電場、磁場等多物理場耦合條件下，在拉伸和扭轉(zhuǎn)載荷同時作用下測試材料接近服役條件下的力學(xué)性能，對于工程領(lǐng)域避免材料失效具有很大的意義和良好的應(yīng)用前景。
【背景技術(shù)】
[0002]在工程領(lǐng)域中，材料通常在復(fù)合載荷下服役，例如在拉力和扭矩復(fù)合作用下；同時材料的性能會受到溫度場、磁場、電場等影響，例如在高溫下材料的屈服強(qiáng)度降低。在傳統(tǒng)的材料測試領(lǐng)域，單純通過拉伸、扭轉(zhuǎn)或者通過在溫度場下的拉伸、扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)測試材料的力學(xué)性能，已經(jīng)不能反應(yīng)很多材料在實(shí)際工作條件下的力學(xué)性能，因此在溫度場、電場、磁場等多物理場耦合條件下，利用拉扭復(fù)合材料試驗(yàn)機(jī)測試材料接近服役條件下的力學(xué)性能，解決材料失效等問題具有很大的工程意義。常見的試驗(yàn)夾具有機(jī)械式和液壓式，機(jī)械式夾具通過楔形塊自鎖提供拉力或者通過螺紋的卡緊提供扭矩，該類型夾具結(jié)構(gòu)簡單，造價低，但不能用于疲勞測試，也不能用于多物理場耦合條件下的測試。液壓式夾具通過楔形塊將試件直接加緊提供拉力，也可以改進(jìn)后用于拉扭復(fù)合測試，但不能用于溫度場、磁場、電場等多物理場耦合條件下測試材料力學(xué)性能?？傮w來看，設(shè)計(jì)用于溫度場、電場、磁場等多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具是一項(xiàng)具有重大工程意義，同時也是一項(xiàng)緊迫性的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種可用于多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明具有工作可靠，操作簡單的特點(diǎn)，可用于具有溫度場、電場、磁場等加載模塊的拉扭復(fù)合材料試驗(yàn)機(jī)，使得材料試驗(yàn)機(jī)在多物理場耦合條件下，在拉伸和扭轉(zhuǎn)載荷同時作用下測試材料接近服役條件下的力學(xué)性能，對于解決材料失效等問題具有很大的工程意義。
[0004]本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
可用于多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具，包括等速液壓缸1、絕緣部分、隔熱部分、夾持部分，所述等速液壓缸I的后端通過法蘭與拉伸扭轉(zhuǎn)復(fù)合傳感器連接，裝在試驗(yàn)機(jī)上，法蘭后端為階梯軸，為螺釘裝配留有扳手空間；等速液壓缸I通過前端法蘭支口安裝在定位片4上，定位片4緊接隔熱部分，隔熱部分的下面為夾持部分；等速液壓缸I的前端法蘭、定位片4、隔熱部分、夾具體7通過連接螺釘2連接在一起；等速液壓缸I的活塞桿前端與夾具體7之間通過花鍵副連接，將活塞桿上的扭矩傳遞給夾持部分。
[0005]所述的隔熱部分由銅片5和云母片6相互間隔構(gòu)成，二者壓緊后裝配到夾具上；所述銅片5和云母片6分別為圓形，且銅片5的半徑大于云母片6的半徑。云母片6導(dǎo)熱系數(shù)小，具有良好的隔熱性能，而銅片5導(dǎo)熱系數(shù)大，并且具有大的半徑，可以有效的散熱，二者組合在一起具有良好的隔熱效果。[0006]所述的夾持部分由夾具體7、楔形塊9、復(fù)位彈簧10、小螺釘8組成，楔形塊9與夾具體7組成的滑動副將活塞桿的推力轉(zhuǎn)化成楔形塊9夾緊試件的夾緊力；復(fù)位彈簧10保證楔形塊9與夾具體和活塞桿可靠接觸，并在測試完畢后使楔形塊9和活塞桿復(fù)位。
[0007]所述的所述的夾具體7、楔形塊9、復(fù)位彈簧10、小螺釘8的材質(zhì)均為奧氏體不銹鋼，防止夾具對試驗(yàn)機(jī)的磁場加載模塊造成干擾。
[0008]所述的絕緣部分由連接螺釘2、絕緣墊3、高溫絕緣涂層組成；絕緣墊3緊貼連接螺釘2，高溫絕緣涂料涂覆在活塞桿的下端，防止試驗(yàn)機(jī)采用低壓大電流加熱金屬試件時通過夾具將電流傳遞出去。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:可用于具有溫度場、電場、磁場等加載模塊的拉扭復(fù)合材料試驗(yàn)機(jī)，使得材料試驗(yàn)機(jī)在多物理場耦合條件下，在拉伸和扭轉(zhuǎn)載荷同時作用下測試材料接近服役條件下的力學(xué)性能，對于解決材料失效等問題具有很大的工程意義，同時具有工作可靠、操作簡單的特點(diǎn)，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0011]圖1為本發(fā)明的立體外觀結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的液壓缸的整體外觀結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的楔形塊的整體外觀結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明的定位片的整體外觀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1.等速液壓缸，2.連接螺釘，3.絕緣墊，4.定位片，5.銅片，6.云母片，7.夾具體，8.小螺釘，9.楔形塊，10.復(fù)位彈簧。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及其【具體實(shí)施方式】。
[0014]參見圖1至圖6所示，本發(fā)明的可用于多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具，包括等速液壓缸1、絕緣部分、隔熱部分、夾持部分，所述等速液壓缸I的后端通過法蘭與拉伸扭轉(zhuǎn)復(fù)合傳感器連接，裝在試驗(yàn)機(jī)上，法蘭后端為階梯軸，為螺釘裝配留有扳手空間；等速液壓缸I通過前端法蘭支口安裝在定位片4上，定位片4緊接隔熱部分，隔熱部分的下面為夾持部分；等速液壓缸I的前端法蘭、定位片4、隔熱部分、夾具體7通過連接螺釘2連接在一起；等速液壓缸I的活塞桿前端與夾具體7之間通過花鍵副連接，將活塞桿上的扭矩傳遞給夾持部分。
[0015]所述的隔熱部分由銅片5和云母片6相互間隔構(gòu)成，二者壓緊后裝配到夾具上；所述銅片5和云母片6分別為圓形，且銅片5的半徑大于云母片6的半徑。云母片6導(dǎo)熱系數(shù)小，具有良好的隔熱性能，而銅片5導(dǎo)熱系數(shù)大，并且具有大的半徑，可以有效的散熱，二者組合在一起具有良好的隔熱效果。
[0016]所述的夾持部分由夾具體7、楔形塊9、復(fù)位彈簧10、小螺釘8組成，楔形塊9與夾具體7組成的滑動副將活塞桿的推力轉(zhuǎn)化成楔形塊9夾緊試件的夾緊力；復(fù)位彈簧10保證楔形塊9與夾具體和活塞桿可靠接觸，并在測試完畢后使楔形塊9和活塞桿復(fù)位。
[0017]所述的所述的夾具體7、楔形塊9、復(fù)位彈簧10、小螺釘8的材質(zhì)均為奧氏體不銹鋼，防止夾具對試驗(yàn)機(jī)的磁場加載模塊造成干擾。
[0018]所述的絕緣部分由連接螺釘2、絕緣墊3、高溫絕緣涂層組成；絕緣墊3緊貼連接螺釘2，高溫絕緣涂料涂覆在活塞桿的下端，防止試驗(yàn)機(jī)采用低壓大電流加熱金屬試件時通過夾具將電流傳遞出去。
[0019]參見圖1至圖6所示，本發(fā)明在使用時，將夾具通過等速液壓缸I后端的法蘭用螺釘連接到拉扭傳感器，利用支口進(jìn)行定位，安裝在試驗(yàn)機(jī)上；試驗(yàn)機(jī)測試時，需先將試件放置在兩個楔形塊9的間隙中，等速液壓缸I通入高壓油后，活塞桿推動兩個楔形塊9在夾具體7中移動，夾緊試件；在楔形塊的兩側(cè)具有復(fù)位彈簧10，工作在受拉狀態(tài)，保證楔形塊9與活塞桿可靠接觸，在測試完畢后，可以使楔形塊9和活塞桿復(fù)位。
[0020]所述隔熱部分由大的圓形銅片5和圓形云母片6相互間隔構(gòu)成，需要將二者壓緊后裝配到夾具上，保證夾具剛度足夠大；云母片導(dǎo)熱系數(shù)很小，具有良好的隔熱性能，而銅片導(dǎo)熱系數(shù)大，并且具有大的散熱面積，可以將云母傳出的熱量有效的散發(fā)出去，隔熱部分由二者相互間隔構(gòu)成，具有很好的隔熱效果，防止試驗(yàn)機(jī)在高溫測試時，熱量由夾具體大量傳遞到液壓缸。
[0021]所述絕緣部分由連接螺釘2、絕緣墊3、高溫絕緣涂層組成；絕緣墊3緊貼連接螺釘2，防止電流由夾具體7通過連接螺釘2傳遞到液壓缸；高溫絕緣涂層在活塞桿的下端，防止電流通過活塞桿傳遞到液壓缸。
[0022]所述夾具體7、楔形塊9、復(fù)位彈簧10、小螺釘8材料均為奧氏體不銹鋼，防止夾具對試驗(yàn)機(jī)的磁場加載模塊造成干擾。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡對本發(fā)明所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可用于多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具，其特征在于:包括等速液壓缸(I)、絕緣部分、隔熱部分、夾持部分，所述等速液壓缸(I)的后端通過法蘭與拉伸扭轉(zhuǎn)復(fù)合傳感器連接，裝在試驗(yàn)機(jī)上，法蘭后端為階梯軸，為螺釘裝配留有扳手空間；等速液壓缸(1)通過前端法蘭支口安裝在定位片(4)上，定位片(4)緊接隔熱部分，隔熱部分的下面為夾持部分；等速液壓缸(I)的前端法蘭、定位片(4)、隔熱部分、夾具體(7)通過連接螺釘(2)連接在一起；等速液壓缸(I)的活塞桿前端與夾具體(7)之間通過花鍵副連接，將活塞桿上的扭矩傳遞給夾持部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具，其特征在于:所述的隔熱部分由銅片(5)和云母片(6)相互間隔構(gòu)成，二者壓緊后裝配到夾具上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可用于多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具，其特征在于:所述的銅片(5)和云母片(6)分別為圓形，且銅片(5)的半徑大于云母片(6)的半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具，其特征在于:所述的夾持部分由夾具體(7)、楔形塊(9)、復(fù)位彈簧(10)、小螺釘(8)組成，楔形塊(9)與夾具體(7)組成的滑動副將活塞桿的推力轉(zhuǎn)化成楔形塊(9)夾緊試件的夾緊力；復(fù)位彈簧(10)保證楔形塊(9)與夾具體和活塞桿可靠接觸，并在測試完畢后使楔形塊(9)和活塞桿復(fù)位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可用于多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具，其特征在于:所述的所述的夾具體(7)、楔形塊(9)、復(fù)位彈簧(10)、小螺釘(8)的材質(zhì)均為奧氏體不銹鋼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于多物理場耦合條件下的拉扭復(fù)合夾具，其特征在于:所述的絕緣部分由連接螺釘(2)、絕緣墊(3)、高溫絕緣涂層組成；絕緣墊(3)緊貼連接螺釘(2),高溫絕緣涂料涂覆在活塞桿的下端。
【文檔編號】G01N3/26GK103913373SQ201410149077
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】趙宏偉, 李建平, 張攀峰, 任露泉, 唐可洪, 范尊強(qiáng), 張富, 黃虎, 董曉龍, 高景 申請人:吉林大學(xué)