[发明专利]一种先进材料湿热环境循环拉伸压缩扭转一体化试验夹具

说明书

技术领域

本发明属于实验设备，尤其是先进材料湿热环境循环拉伸压缩扭转一体化试验夹具制造技术领域。 

背景技术

近年来生物材料、高分子材料、形状记忆材料等先进材料在工程各领域得到日益广泛的应用，科研领域对先进材料的理论和实验研究也如火如荼。对其湿热环境下的循环变形行为的研究不仅有着重要的科研价值，对指导工程应用也有着重要作用。为了考察材料的循环变形行为，通常将工程结构材料加工成特定形状（如板状、棒状、薄壁圆管等），进行室温及湿热环境下的循环变形实验。有关板材在常温常湿和湿热环境下的单次试验技术和棒状试样的疲劳试验技术已经相当成熟，国际、国内也推出了一系列相应的标准。随着航空航天等工程的迅速发展，湿热环境成为工程结构材料安全设计中必须考虑的影响因素。在高温高湿环境下，液压夹具不能使用，且常规高温环境下的机械式螺纹连接对先进材料（如高分子材料等）存在加工和夹持问题，导致先进材料的湿热循环试验难以展开。图1为现有的一种技术方案，该方案仅适合于特定尺寸棒状金属材料的拉伸和压缩试验(CN102346113A)。对于需要较大变形的压缩试验和扭转试验以及由于加工制备问题只能加工成板状材料情况，该方案并不能达到要求。而且该方案材料消耗量太大，造成实验成本过高。 

发明内容

鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的是，获得一种先进材料湿热环境循环拉伸压缩扭转一体化试验夹具，使之克服现有技术的以上缺点。 

本发明的目的是通过以下的手段实现的： 

一种先进材料湿热环境循环拉伸压缩扭转一体化试验夹具,主要由上法兰2和下法兰12、上夹头体4和下夹头体10、两个反扣螺母3和11、上夹头5和下夹头体9、上压帽6和下压帽8组成;试验夹具上下对称设置，在上半部分：上法兰2通过螺母与MTS拉伸轴1固连;上法兰2开螺纹孔，置有外螺纹的上夹头体4与上法兰2紧密装配;反扣螺母3紧固上法兰2和上夹头体4的螺纹连接;上压帽6和上夹头体4与上夹头5连接的部位均设有一定坡度；试验夹具下半部分与所述上半部分对称。 

本发明与现有技术相比，本发明提供一种不同尺寸试样拉伸、压缩和扭转循环试验的一体化试验夹具，不仅可实现湿热环境下不同尺寸试样拉伸、压缩和扭转循环试验（如高分子材料棒状拉伸试样、高分子材料大变形压缩试样、高分子材料国标小尺寸板材拉伸试样、形状记忆合金拉扭薄壁圆管试样），可以节约材料消耗，控制实验成本，而且具有可操作性强，成本低的优点。 

附图说明如下： 

图1是现有结构示意图。 

图2为本发明夹具纵向剖视图。 

图3为本发明夹具实施例法兰的结构图，其中3a为剖视图，3b为俯视图。 

图4为本发明夹具实施例夹头体的结构图，其中4a为剖视图，4b为俯视图。 

图5为本发明夹具实施例夹头的结构图，其中5a为剖视图，5b为俯视图。 

图6为本发明夹具实施例二次夹头的结构图，其中6a为剖视图，6b为俯视图。 

图7为本发明夹具实施例压缩夹头的结构图，其中7a为剖视图，7b为俯 视图。 

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的结构作进一步的详述。 

图2为本发明夹具整体剖视图。图3-5为本发明夹具的各部件剖视图和正视图。图6为本发明专利的三维装配图。 

图2中1为MTS试验机深入环境箱中的拉伸轴；2为上法兰；3为反扣螺母；4是上夹头体；5为上夹头，6为上压帽；7为实验试样；8为下压帽；9为下夹头；10为下夹头体；11为反扣螺母；12为下法兰；13为环境箱箱体；14为法兰螺纹孔；15为法兰与MTS试验机连接的螺栓孔；16为凸台；17为斜坡；18为夹头体上外螺纹；19为夹头体下外螺纹；20为夹头上斜面；21为夹头下斜面。 

具体实施方式 

如图2所示，通过将试样设置于环境箱13内，本发明能在湿热环境下测试材料的循环变形行为。该夹具由两个法兰（2和12）、两个夹头体（4和10）、两个反扣螺母（3和11）、两个夹头（5和9）、两个压帽（6和8）等组成。各部分连接如下：