[发明专利]组合式高温持久蠕变夹具

说明书

技术领域

本发明属于力学性能测试技术，涉及一种组合式高温持久蠕变夹具。

背景技术

众所周知，持久和蠕变是用于描述高温结构材料在高温条件下耐受长时恒定载荷的性能。为了获得材料的持久和蠕变强度，必须将材料加工成持久和蠕变试样并装入持久和蠕变试验机进行持久和蠕变测试。持久和蠕变试验机一般配有夹具以用于将试样固定到试验机上。

在常规的持久和蠕变试样与夹具之间，通常采用螺纹连接的方式，以通过螺纹将施加的载荷均匀地传递到试样的工作段。但这种螺纹连接方式存在高温粘接的问题。即，当在约900℃以上的温度下长时间加载试验时，由于夹具和试样表面原子在高温载荷下的互扩散，使得夹具与试样通过螺纹粘接在一起。这种粘接导致在试验后无法将夹具和试样分开，从而造成夹具的废弃和测试成本的大大提高。

为了克服上述的夹具与试样粘接的问题，中国专利《高温持久试验挂式夹具》(申请号CN200420070662.8)公开了一种台肩式夹具连接方式。如图1(a)和图1(b)所示，这种台肩式连接方式采用在夹具侧面加工允许试样进入的开口105的结构100。但是，这种结构100具有受力不均匀的问题。图1(b)所示的点阴影区域B为试样端部受力的加载面。可以看出，由于夹具平台具有允许试样通过的开口。因此试样在试验时承受的载荷是不均匀的。这种受力不均匀性导致加载同轴性失衡，从而导致引伸计的测量计数相差较大并偏离试样实际变形量。这种不均匀的受力使得夹具在一定时间的试验后发生不均匀的变形，并由此加剧试样在后面测试中的受力不均匀性。大量的高温测试数据表明，在采用这种单侧开槽的夹具进行的持久蠕变试验中，装配在试样两侧的两个引伸计的读数常常相差十分明显(＞10％)。另外，这种夹具的变形导致的夹具更换也增加测试的成本。

发明内容

本发明的目的是提出一种受力均匀、测试成本低的一种组合式高温持久蠕变夹具。

本发明的技术解决方案是，夹具包括夹具主体和传力构件，夹具主体为腔体，夹具主体上开有与传力构件尺寸相对应的开口，夹具主体的底部开有与试样端部相适应的贯通孔；传力构件分为2～5块置于夹具主体腔体底部，每块传力构件的内表面分为两部分，一个部分为与试样表面受压部分对应的受压部分，另一个为与试样表面受拉部分对应的部分，传力构件内表面的两个部分均与试样的端部相匹配，传力构件上与试样表面受拉部分对应的部分的高度是试样工作段直径的0.5～5倍，传力构件的外周面和底面与夹具主体内腔面紧配合，传力构件的外圆直径是试样工作段直径的3～30倍，传力构件的高度是试样工作段直径的2～20倍。

所述的夹具主体上与传力构件尺寸相对应的开口可开在夹具主体的侧面。

所述的传力构件可分为2块。

传力构件内表面与试样表面受压部分对应的受压部分的底面可与加载方向垂直或与加载方向呈现倾斜角度。

传力构件内表面与试样表面受压部分对应的受压部分的底面与加载方向呈现的角度为40～90°。

本发明具有的优点和有益效果，

根据本发明的组合式持久蠕变夹具可以在克服螺纹连接夹具的高温粘接的问题的同时具有以下的优点。通过根据本发明的组合式持久蠕变夹具，试样受载面可以承载均匀的负载，从而避免在试验过程中由于受力不均导致的试验数据失效的问题。另外，与夹具主体相比，传力构件相对较小、制造成本较低的构件。由于传力构件在试验过程中代替夹具主体成为夹具破坏的主要构件，因此，可以通过只更换传力构件避免夹具主体的更换，从而大大降低试验成本。

除了适用于持久和蠕变试验以外，本发明的结构还适用于其它高温长时恒载连接构件的连接。

附图说明

图1是现有技术结构的示意图，其中，图1(b)是图1(a)中的A-A剖面图；

图2是本发明的结构示意图，其中，图2(b)是图2(a)中的A′-A′剖面图；

图3是本发明的实施例1的试样夹具装配示意图，其中，图3(b)图3(a)中的A-A剖面图；

图4是本发明的实施例2的试样夹具装配示意图。

具体实施方式

以下，参照附图解释根据本发明的优选实施例。

实施例1