[发明专利]一种持久蠕变夹具

说明书

技术领域

本发明是一种持久蠕变夹具，属于力学性能测试技术领域。

背景技术

众所周知，持久和蠕变是用于描述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，应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相互扩散，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，从而造成夹具的报废和测试成本的显著提高。

为了克服上述的夹具与试样粘接的问题，已公开了一种台肩式夹具连接方式。这种台肩式连接方式存在受力不均的问题。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续测试中的受力不均匀性。另外，这种夹具的变形导致的夹具更换也增加测试成本。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出一种持久蠕变夹具，其目的是防止夹具与试样之间的粘接，实现均匀加载并且有利于降低测试成本。

本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：

该种持久蠕变夹具，其特征在于，该夹具包括：

一个用于与试验机连接并承载来自试验机的拉伸载荷的柱状夹具主体，该夹具主体在径向的两侧各有一个外侧面呈圆弧段的立柱(1)，立柱(1)的内侧面为垂直于径向的平面，立柱(1)的上端与夹具主体的上盖(2)连接成一体，上盖(2)的上部是一个与试验机连接的实心圆柱(3)，立柱(1)的下端与夹具主体底部的圆环体(4)连接成一体；

两个结构相同的圆弧段形状的座套，座套具有圆弧段半径较大的圆弧形上缘(5)、圆弧段半径较小的圆弧形下缘(6)，圆弧形上缘(5)和圆弧形下缘(6)上、下错开，两者之间通过弧形筒体(7)连接，使得座套的纵向截面呈“之”字形状；

两个圆弧段形状的座套安装在夹具主体的立柱(1)之间的圆环体(4)上，圆弧形上缘(5)和圆弧形下缘(6)两端面分别与立柱(1)的内侧面贴合，弧形筒体(7)的外侧面与圆环体(4)的内侧面贴合，圆弧形上缘(5)与圆环体(4)之间通过销钉(8)固定连接。

夹具主体、座套和销钉(8)均由高温合金制成。

在工作过程中，圆弧形上缘(5)和圆弧形下缘(6)两端面分别与立柱(1)的内侧面贴合，从而通过圆弧形上缘(5)底部传递由夹具主体施加的力，该力经由座套的弧形筒体(7)传递到圆弧形下缘(6)，圆弧形下缘(6)与试样(9)台肩下表面接触。

本发明技术方案的优点是：本发明所述夹具可以使试样受载面承载均匀的负载，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。另外，与夹具主体相比，座套是相对较小、制造成本较低的构件。由于座套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，可以通过只更换座套避免夹具主体的更换，从而大大降低试验成本。并且，通过销钉的固定作用，可以始终保持面接触。

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

根据本发明的紧凑型持久蠕变夹具，能够实现测试结果更加精确、成本更低的持久蠕变测试。

附图说明

图1是本发明的处于与试样配合状态中的夹具的实施例的正视剖面图

图2是本沿图1中的线B-B线切取的剖视图

图3是本发明的实施例的座套的正视剖面图

图4是图3的顶视图

具体实施方式

以下参照附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：

如图1～4所示，该夹具包括：

一个用于与试验机连接并承载来自试验机的拉伸载荷的柱状夹具主体，该夹具主体在径向的两侧各有一个外侧面呈圆弧段的立柱1，立柱1的内侧面为垂直于径向的平面，立柱1的上端与夹具主体的上盖2连接成一体，上盖2的上部是一个与试验机连接的实心圆柱3，立柱1的下端与夹具主体底部的圆环体4连接成一体，圆环体4的内缘面与立柱1的内侧面相切；

两个结构相同的圆弧段形状的座套，座套具有圆弧段半径较大的圆弧形上缘5、圆弧段半径较小的圆弧形下缘6，圆弧形上缘5和圆弧形下缘6上、下错开，两者之间通过弧形筒体7连接，使得座套的纵向截面呈“之”字形状；