[发明专利]一种脆性材料拉伸试验夹具

说明书

技术领域

本发明涉及材料力学性能测试技术领域。具体是指一种脆性材料拉伸试验夹具。

背景技术

力学性能测试是评估材料承载能力的一系列指标，其中抗拉强度是系列指标中最 为重要的一个。拉伸试样一般是形状为两端粗中部细的棒状狗骨试样，在拉伸加载过程中， 试样断裂位置处于中部较细的区域时方可认为试验结果有效。韧性较好的材料对表面缺陷 和小弯矩不敏感，一般都能满足断裂位置的有效性，但脆性材料对表面缺陷和小弯矩非常 敏感，因此在加载过程中应尽最大可能降低引入试样的弯矩以保证试样所承受的载荷全部 为单轴拉伸。不透性石墨材料是一种典型的脆性材料，而且其脆性特征基本不随温度的升 高而发生明显的变化。美国机械工程师协会的锅炉压力容器相关标准第八卷(ASMEBPV VIII-1)的附录37针对这一类脆性材料的拉伸试样规格做出了强制性的要求，但目前针对 此标准的拉伸夹具往往是依据ASTM(美国材料与试验协会)的脆性材料夹具标准设计或改 造的，其典型结构之一为链式对中结构，该结构具有结构简单成本低廉的特点，但其在加载 过程中，链环之间会发生明显的相对错动，从而导致试验曲线出现明显的下降拐点，不能真 实反映材料性能；夹具典型结构之二为楔形夹持端机构，这种结构具有结构简单便于试样 安装的特点，但缺点是楔形结构与试样两端表面为线接触，试样安装过程难以保证试样对 中，从而引入弯矩。

发明内容

本发明涉及一种脆性材料拉伸试验夹具，可满足ASMEBPVVIII-1中的强制性附 录37的要求。本发明解决了试样自动定位对中和夹具系统内相对滑动的问题，同时可进行 室温至600℃的拉伸试验。该夹具具有可快速装卡、适应多种规格试样的特点。

本发明所述脆性材料拉伸试验夹具包含上连接件和下连接件，上万向节和下万向 节，上C型槽和下C型槽以及上夹持端和下夹持端。

上连接件和下连接件分别与试验机通过销钉连接。上连接件通过外螺纹与上万向 节的上端内螺纹相连接并紧固，上万向节的下端通过内螺纹与上C型槽的顶部的外螺纹相 连接并紧固；下连接件通过外螺纹与下万向节的下端内螺纹相连接并紧固，下万向节的上 端通过内螺纹与下C型槽的底部的外螺纹相连接并紧固。

上夹持端可嵌入上C型槽，下夹持端可嵌入下C型槽。

上夹持端由半环形柱状结构A和半环形柱状结构B组成，并通过凸台与凹槽限位扣 合，上夹持端内表面为上粗下细的上圆锥面。

下夹持端由半环形柱状结构C和半环形柱状结构D组成，并通过凸台与凹槽限位扣 合，环形结构内表面为下粗上细的下圆锥面。

上夹持端的上圆锥面与下夹持端中下圆锥面的锥面角度为15°，并满足ASMEBPV VIII-1附录37中的要求。

本发明具有以下优点：

1.试样可自动对中，自动消除加载过程中的弯矩。

2.夹具系统内无不连续的相对滑动，保证载荷曲线的连续性。

3.试样快速装卡，方便快捷。

4.可进行室温至600℃不同温度环境下的拉伸试验。

附图说明

图1是本发明的脆性材料拉伸试样夹具结构示意图。

图2是本发明中所述试样夹具的上夹持端的结构示意图。

图3是本发明中所述试样夹具的下夹持端的结构示意图。

图中：

1.上连接件；2.上万向节；3.上C型槽；4.上夹持端；5.下夹持端；6.下C型槽；

7.下万向节；8.下连接件；401.半环形柱状结构A；402.半环形柱状结构B；

501.半环形结构C；502.半环形柱状结构D。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。