一种高温拉伸及高温蠕变实验用夹具和拉伸试验机

技术领域

本发明涉及夹具领域，具体而言，涉及一种高温拉伸及高温蠕变实验用夹具和拉伸试验机。

背景技术

随着高温合金、钛合金等管材在航空、航天、能源、电气、化工、交通运输和医学等领域的广泛应用，研究其在高温环境中的力学性能显得越来越重要。

众所周知，准确、可靠和稳定地测定金属棒材的高温拉伸性能是极其困难的，主要是由于金属棒材本身的局限性。针对棒状材料的高温拉伸及高温持久性能测试，为了结果的可靠性，现有测试技术是参考国标尺寸先将棒状材料制成哑铃状棒材，然后在哑铃状棒材的上下夹持面，加工固定的螺纹以便拉伸试验机的夹持。

制备成带螺纹型的哑铃状棒材的实验结果相对较为准确，但是带螺纹型哑铃状棒材在实际实验过程中仍旧面临着以下问题：(1)为了实验结果的准确性，一般其高温拉伸及高温持久性能的测试棒材均不能小于3～5根，制备3～5根带螺纹型哑铃状棒材工序相对较为复杂，耗费成本较高；(2)带螺纹型哑铃状棒材在实验过程中的装卸相对较为繁琐；(3)针对不同尺寸的带螺纹型哑铃状棒材，夹具不具有通用性，需设计不同的夹具以便其夹持；(4)对于较小型试样由于其较小的尺寸，带螺纹型哑铃状棒的制备过于繁琐，实验过程中的夹持过于困难等。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种高温拉伸及高温蠕变实验用夹具，其能够便捷地对试样进行固定和安装，提升人为操作的稳定性，进而提高试验结果的准确性。

本发明的目的包括，例如，提供了一种拉伸试验机，其可以快速实现对试样的安装和拆卸，操作方便。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种高温拉伸及高温蠕变实验用夹具，用于固定试样，其包括夹持组件，所述夹持组件包括连接件、过渡板、第一夹持块和第二夹持块；

所述连接件用于将所述夹持组件固定至试验机上，所述连接件与所述过渡板连接，所述第一夹持块和所述第二夹持块相对设置并形成用于容纳所述试样端部的容纳腔，所述过渡板的一侧与所述连接件连接，另一侧与所述第一夹持块和所述第二夹持块同时连接。

在可选的实施方式中，所述容纳腔具有相互连通的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体呈圆筒状，所述第二腔体的直径沿着远离所述第一腔体的方向逐渐缩小。

在可选的实施方式中，所述试样为哑铃状棒材。

在可选的实施方式中，所述连接件的外侧设置有外螺纹，所述过渡板上开设有用于连接所述连接件的螺纹槽。

在可选的实施方式中，所述夹持组件还包括第一固定件和第二固定件，所述过渡板通过所述第一固定件与所述第一夹持块连接，所述过渡板通过所述第二固定件与所述第二夹持块连接。

在可选的实施方式中，所述过渡板上开设有第一螺纹通孔以及第二螺纹通孔，所述第一夹持块开设有第三螺纹通孔，所述第二夹持块开设有第四螺纹通孔；所述第一固定件同时穿设于所述第一螺纹通孔和所述第三螺纹通孔内，所述第二固定件同时穿设于所述第二螺纹通孔和所述第四螺纹通孔内。

在可选的实施方式中，所述夹持组件为两个，分别为用于夹持所述试样一端的第一夹持件和用于夹持所述试样另一端的第二夹持件，所述第一夹持件和所述第二夹持件结构相同且沿着垂直于所述试样的轴心线方向对称设置。

在可选的实施方式中，所述高温拉伸及高温蠕变实验用夹具的材质为耐高温材质。

在可选的实施方式中，所述高温拉伸及高温蠕变实验用夹具的材质为304不锈钢。

第二方面，本发明提供一种拉伸试验机，其包括如前述实施方式任一项所述的高温拉伸及高温蠕变实验用夹具。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本申请提供的高温拉伸及高温蠕变实验用夹具利用连接件实现将夹具整体连接至拉伸试验机上，同时利用第一夹持块和第二夹持块形成的容纳腔安装试样，并利用过渡板实现将第一夹持块和第二夹持块也连接至试验机上，本申请中的试样安装和拆卸方便，同时还能在一定范围内适应不同尺寸的试样，或者针对不同尺寸的试样，只需要更换第一夹持块和第二夹持块即可，极大的节约了成本。此外，本发明实施例中的夹具避免了直接将拉伸试样旋紧在拉伸试验机中，也就免除了将哑铃型棒状试样加工成两端带螺纹型哑铃状试样，节省了加工成本，提升人为操作的简单性及稳定性。具有上述高温拉伸及高温蠕变实验用夹具的拉伸试验机，可以快速实现对试样的安装和拆卸，操作方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请提供的高温拉伸及高温蠕变实验用夹具的结构示意图；

图2为本申请提供的高温拉伸及高温蠕变实验用夹具的爆炸图；

图3为本申请提供的高温拉伸及高温蠕变实验用夹具的容纳腔的结构示意图。

图标：100-高温拉伸及高温蠕变实验用夹具；101-夹持组件；102-第一夹持件；103-第二夹持件；110-连接件；120-过渡板；121-螺纹槽；122-第一螺纹通孔；123-第二螺纹通孔；130-第一夹持块；131-第三螺纹通孔；140-第二夹持块；141-第四螺纹通孔；150-容纳腔；151-第一腔体；152-第二腔体；160-第一固定件；170-第二固定件；180-螺母；200-试样。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

实施例

请参考图1和图2，本实施例提供了一种高温拉伸及高温蠕变实验用夹具100，其包括用于固定试样200的夹持组件101。

夹持组件101包括连接件110、过渡板120、第一夹持块130、第二夹持块140、第一固定件160和第二固定件170。

连接件110用于将夹持组件101整体固定在外部的拉伸试验机上，连接件110的一端与拉伸试验机连接，另一端与过渡板120连接。连接件110与拉伸试验机和过渡板120的连接方式有多种，包括但不限于卡接、螺纹连接等。本申请中优选采用螺纹连接，便于拆卸。具体来说，连接件110的外侧设置有外螺纹(在实际应用中，连接件110为双头螺杆)，拉伸试验机和过渡板120上均开设有与连接件110的外螺纹相互匹配的螺纹槽121，从而实现将连接件110的两端分别螺纹连接至拉伸试验机和过渡板120上。

本申请中的过渡板120用于连接并固定第一夹持块130和第二夹持块140，同时利用上述连接件110实现整个夹持组件101的固定。第一夹持块130和第二夹持块140相对设置并形成用于容纳试样200端部的容纳腔150，过渡板120的一侧与连接件110连接，另一侧与第一夹持块130和第二夹持块140同时连接。

本申请中，通过第一夹持块130和第二夹持块140相对形成的容纳腔150容纳试样200，具体来说，本申请中的试样200为哑铃状棒材，对应的，容纳腔150也设置为与试样200相互匹配的结构，请参阅图3，本申请中的容纳腔150具有相互连通的第一腔体151和第二腔体152，第一腔体151呈圆筒状，第二腔体152的直径沿着远离第一腔体151的方向逐渐缩小。

应理解，容纳腔150的尺寸应略大于试样200端部的尺寸，以便试样200的端部能够更好的被夹持，有利于后续的实验顺利进行。

本发明实施例提供的高温拉伸及高温蠕变实验用夹具100避免了直接将试样200加工成带螺纹型哑铃状拉伸试样200所耗费的成本，提升人为操作的简便性及稳定性，同时针对不同尺寸的哑铃状棒材，高温拉伸及高温蠕变实验用夹具100具有一定的通用性。

本申请中第一夹持块130和第二夹持块140与过渡板120连接的方式也有多种，包括但不限于卡接、螺纹连接或者通过其他部件进行连接。

具体到本实施例中，采用第一固定件160和第二固定件170实现将第一夹持块130和第二夹持块140分别固定在过渡板120上。本申请中的第一固定件160和第二固定件170均为螺纹杆结构(具体到实际应用中，可以选择螺钉作为第一固定件160和第二固定件170)，对应的，过渡板120上开设有第一螺纹通孔122以及第二螺纹通孔123，第一夹持块130开设有第三螺纹通孔131，第二夹持块140开设有第四螺纹通孔141；第一固定件160同时穿设于第一螺纹通孔122和第三螺纹通孔131内，第二固定件170同时穿设于第二螺纹通孔123和第四螺纹通孔141内，并且第一固定件160和第二固定件170伸出第三螺纹通孔131和第四螺纹通孔141的部分利用对应的螺母180进行固定。

本实施例中，第一固定件160的长度大于第一螺纹通孔122、第三螺纹通孔131和螺母180的总厚度之和，同样的，第二固定件170的长度大于第二螺纹通孔123、第四螺纹通孔141和螺母180的总厚度之和。

由于本申请中的试样200为哑铃状棒材，在对其进行拉伸试验时，需要对试样200的两端分别进行夹持固定，对此，本申请中的夹持组件101为两个，分别为用于夹持试样200一端的第一夹持件102和用于夹持试样200另一端的第二夹持件103，第一夹持件102和第二夹持件103结构相同且沿着垂直于试样200的轴心线方向对称设置。

本申请中的高温拉伸及高温蠕变实验用夹具100的材质为耐高温材质，耐高温材质包括但不限于304不锈钢、镍基合金、高速钢、Cr

应理解，本申请所述的耐高温是指700～1100℃；此外，本申请所述的“高温拉伸”和“高温蠕变”中的高温是指1000～1100℃。

本申请提供的高温拉伸及高温蠕变实验用夹具100的具体使用方法如下：

将两个连接件110通过螺纹连接至外部的拉伸试验机自带的夹具上，接着将过渡板120固定在连接件110的另一端，接着将哑铃状棒材放置于过渡板120远离连接件110的一侧，并利用第一夹持块130和第二夹持块140相对设置以夹设于哑铃状棒材的端部外侧，随后利用下方的第一固定件160同时穿设于过渡板120上的第一螺纹通孔122和第一夹持块130上的第三螺纹通孔131，利用第二固定件170同时穿设于过渡板120上的第二螺纹通孔123和第二夹持块140上的第四螺纹通孔141，并用螺母180固定第一固定件160和第二固定件170，从而实现将第一夹持块130、第二夹持块140固定在过渡板120上，并且将上方的第一夹持块130和第二夹持块140形成的容纳腔150与哑铃状棒材匹配后，调整上方夹持组件101的高度，使得上方第一夹持块130和第二夹持块140的第三螺纹通孔131和第四螺纹通孔141与过渡板120上的第一螺纹通孔122和第二螺纹通孔123相匹配，再将上方的第一固定件160和第二固定件170通过螺母180拧紧固定，将完成装配后的样品用于后期的高温拉伸及高温持久性能测试。

本申请提供的高温拉伸及高温蠕变实验用夹具100在实验完成后只需要拆卸上下的第一固定件160、第二固定件170、第一夹持块130和第二夹持块140即可取出实验样品，操作简单。实验结束后可将上下的连接件110和过渡板120留置于拉伸试验机中，下次装载试样200时只需将第一固定件160、第二固定件170、第一夹持块130、第二夹持块140和拉伸试样200进行装载。实验用夹具只需定时更换第一固定件160、第二固定件170、第一夹持块130、第二夹持块140以及与第一固定件160和第二固定件170匹配的螺母180，相对造价较低。实验用夹具只需更换第一夹持块130和第二夹持块140就能满足不同尺寸的哑铃型棒状试样200的实验要求。

特别指出的是，本发明实施例中的高温拉伸及高温蠕变实验用夹具100，特别适用于哑铃型棒状试样200的夹持，同时可根据夹持的试样200大小，更换特定尺寸的第一夹持块130和第二夹持块140，哑铃型棒状试样200的具体尺寸不限，可以为10cm、5cm甚至更小。其也适用于夹持微型哑铃型棒状试样200。

综上所述，本申请提供的高温拉伸及高温蠕变实验用夹具100利用连接件110实现将夹具整体连接至拉伸试验机上，同时利用第一夹持块130和第二夹持块140形成的容纳腔150安装试样200，并利用过渡板120实现将第一夹持块130和第二夹持块140也连接至试验机上，本申请中的试样200安装和拆卸方便，同时还能在一定范围内适应不同尺寸的试样200，或者针对不同尺寸的试样200，只需要更换第一夹持块130和第二夹持块140即可，极大的节约了成本。此外，本发明实施例中的夹具避免了直接将拉伸试样200旋紧在拉伸试验机中，也就免除了将哑铃型棒状试样200加工成两端带螺纹型哑铃状试样200，节省了加工成本，提升人为操作的简单性及稳定性，进而提高试验结果的准确性。本申请提供的高温拉伸及高温蠕变实验用夹具100操作方便，重复使用率强，使用通用性强，一般只需要更换第一夹持块130和第二夹持块140就可满足特定的实验尺寸要求。具有上述高温拉伸及高温蠕变实验用夹具100的拉伸试验机，可以快速实现对试样200的安装和拆卸，操作方便。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。