用于制备片状试样的装置

技术领域

本发明涉及一种用于制备片状试样以对机械特性进行实验室测试的装置。

背景技术

对于多种应用而言，必须在其使用前获得片状材料的机械特性。所进行的测试允许为给定的应用选择材料，检查当前工业用途的特性，或确定材料改进的特性等。

在实践中，其中一些测试要求在试样中引入裂纹，以测量材料在不同负载和环境下的抗裂纹扩展性。

对于目前已知的用于制备片状试样的装置，裂纹通常是通过施加循环荷载引入的。这些预裂疲劳测试昂贵又耗时。

这种已知的用于制备片状试样的装置有如下缺点，由于其持续时间和昂贵的实验室设备的使用，制备费用不菲。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于在片状试样上引入裂纹的装置，其中制备仅需缩短的时间，从而节省成本。所得到的带有裂纹的试样很好地再现了具有疲劳预裂纹或其他类型裂纹的试样的行为。

发明内容

利用根据本发明的装置，可以解决所述缺点，提供如下所述的其他优点。

根据本发明的用于制备片状试样的装置包括：底座，用于在其上放置片状试样；切割冲头，用于切割剪切裂纹或尖锐缺口，例如在所述片状试样的切割区域末端，切割出半径类似于裂纹的尖锐缺口。

由于这一特征，可以直接切割试样而非通过循环荷载形成裂纹，因此，相较常规装置，片状试样的制备耗时更短。

根据一个优选实施例，所述切割冲头包括倾斜的下端和中央立式沟槽。

此外，所述切割冲头也包括被所述中央立式沟槽分开的两个切割部分，每个切割部分相对于所述切割冲头的垂直轴限定钝角。

所述切割冲头的这种构造允许产生适用于在试样上进行后续测试的裂纹。

有利地，所述底座包括定心装置，用于使所述片状试样对中，以确保片状试样在底座上位置正确。

根据一个优选实施例，所述定心装置包括多个小孔，从底座突出的销被容纳其中。

优选地，根据本发明的用于制备片状试样的装置还包括所述压紧元件，其用于在切割片状试样时，将所述片状试样压在所述底座上，以将其固定。

所述压紧元件可以优选地放置在所述切割冲头的所述中央立式沟槽中。然而，所述压紧元件可以放置在压紧和固定片状试样的任何合适的位置。

所述切割冲头和所述压紧元件优选地安装在所述压紧框架上。

附图说明

为了更好地理解上述解释，并仅出于提供示例的目的，下文包括一些非限制性附图，其示意性地描述了实际实施例。

图1为根据本发明的用于制备片状试样的装置的透视图；

图2为根据本发明的用于制备片状试样的装置的剖视图；

图3为根据本发明的用于制备片状试样的装置的切割冲头的正面正视图；

图4为根据本发明的用于制备片状试样的装置的切割冲头的侧面剖视图；和

图5为根据本发明的用于制备片状试样的装置的切割冲头和片状试样之间的接触区细节的正视图。

具体实施方式

在图1中以透视图示出了根据本发明的用于制备片状试样的装置。

根据本发明的装置包括：底座1，用于在其上放置片状试样2，和切割冲头3，其在片状试样2上产生小裂纹，这将在下文中解释。

片状试样2是常规试样(例如，可用钢等制成)，其形状可在图1中看到。优选地，片状试样2的形状为矩形，在矩形较大侧的相对两边上(例如居中位置)设有弯曲的缺口。这样，小裂纹将会在这些弯曲的缺口之间的区域中会产生。

为了使片状试样2固定在底座1上的定位正确，从而使小裂纹的定位正确，底座1包括定心装置，图2中可看到更详细的内容。

这些定心装置包括放在底座1中的多个小孔11，销12被容纳在其中。这些销12从底座1略微突出，使得这些销12也被容纳在片状试样2的相应通孔21内。

这些定心装置允许片状试样2非常简单且精确地定位在底座1所需的位置上。

切割冲头3的构造可从图3和图4中更清楚地看到。

切割冲头3包括倾斜的下端，例如具有相对于切割冲头3的垂直轴A限定45°角的倾斜部分。

切割冲头3也包括中央立式沟槽32。中央立式沟槽32将切割冲头3的倾斜的下端分成两个切割部分34，切割部分相对于切割冲头的垂直轴A对称，并相对于所述垂直轴A限定钝角。钝角的范围可在100°到120°之间，但它可以是任何能够正确切割片状试样2中的小裂纹的钝角。

根据本发明的用于制备片状试样的装置还包括压紧元件4(如图5所示)，以将片状试样2固定并压在底座1上。

压紧元件4，及更优选地还有切割冲头3，被安装在压紧框架5上，这并未被详细示出，其作用仅仅是降低和升高压紧元件4和切割冲头3，如下所述。

根据本发明的制备片状试样的装置的操作非常简单。

首先，片状试样2被放置在底座1上的正确位置。为此，使用销12，因此销12被容纳在片状试样2的通孔21中。

一旦片状试样2被定位在正确的位置，则通过常规方法降低压紧元件4和切割冲头3，使得在片状试样2的缺口之间的区域切割出小的剪切裂纹。

之后，从底座1上取下片状试样2，并将其用于机械测试。

即使已经参考本发明的特定实施例，本文所描述的装置易于受多种变化和修改的影响，且在不脱离所附权利要求限定的保护范围的情况下，提到的所有细节都可以替代其他技术等效物，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。