[发明专利]一种复合加载模式的材料微观力学性能测试夹持装置

说明书

技术领域

本发明涉及材料力学性能测试工装设备领域，特别涉及一种复合加载模式的材料微观力学性能测试夹持装置。

背景技术

在断裂力学中，根据应力与裂纹面的相对取向关系，可将断裂结果分为三种基本的类型，即I型(张开型)、II型(滑开型)以及III型(撕开型)。

I型对应在拉应力的作用下发生的断裂面垂直分离，并且裂纹面的上下表面沿着作用面的方向进行张开，裂纹前缘沿着裂纹面往前进行扩展。在工程上，属于这种断裂形式的有板材的拉断、压力容器的纵向断裂。

II型对应于在裂纹面之间发生垂直于裂纹前缘方向的纵向相对剪切，切应力平行于裂纹面并垂直于裂纹前缘，裂纹前缘沿着裂纹面平行划开扩展。在工程上，属于该类断裂的有板材的冲裁、齿轮或花键的根部扭转断裂。

III型对应于裂纹面之间发生的平行于裂纹前缘方向的相对剪切，裂纹前缘产生沿着裂纹面的撕开扩展。

目前，对于断裂的研究最多的是I型断裂，只需通过缺口的拉伸即可实现I型断裂强度的测定。而对于II型的断裂研究，主要是通过切割成0°角缺口试件，通过拉伸进行测试。

在工程实际应用中，多以I型裂纹破坏为主，所以在断裂力学研究中，I型裂纹占据了比较大的比例。但是，工程实际应用中，结构部件的受力方式是非常复杂的，如果以单一的断裂形式进行讨论断裂的结构，容易造成较大的结果偏差。

因此，对于复合型裂纹的测试，需要配备简易并且可靠的试验工装设备，以对试件进行完整并且系统的力学性能测试，以保证试验结构的准确性。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种结构简单、使用可靠的复合加载模式的材料微观力学性能测试夹持装置，旨在对试件进行完整并且系统的力学性能测试，以保证试验结构的准确性。

为实现上述目的，本发明提出一种复合加载模式的材料微观力学性能测试夹持装置，所述夹持装置包括可固定于工作台顶面的底座、与所述底座顶部相连的下连接主轴、与所述下连接主轴顶部相连的下扇形法兰盘、位于所述下扇形法兰盘上方且与所述下扇形法兰盘分离的上扇形法兰盘、与所述上扇形法兰盘相连的上连接主轴；所述夹持装置还包括用于夹持试件的夹持结构。

优选地，所述夹持结构包括用于夹持试件一端并固定于下扇形法兰盘扇形侧面的下固定块、用于夹持试件另一端并固定于上扇形法兰盘扇形侧面的上固定块，所述下固定块和所述上固定块呈上下对称设置。

优选地，所述夹持结构包括固定于下扇形法兰盘扇形侧面的下L型固定块、与所述下L型固定块一端相连并可夹紧试件一端的下夹紧块、固定于上扇形法兰盘扇形侧面的上L型固定块、与所述上L型固定块一端相连并可夹紧试件另一端的上夹紧块，所述下L型固定块与所述上L型固定块为中心对称且侧面边沿平齐。

优选地，所述下扇形法兰盘和所述上扇形法兰盘均设有若干沿着弧形边沿排布的通孔，所述下连接主轴顶部可与所述下扇形法兰盘的所述通孔、所述上连接主轴底部可与所述上扇形法兰盘的所述通孔栓接相连。

优选地，最接近所述下扇形法兰盘或所述上扇形法兰盘的直线边沿的两个所述通孔分别与法兰盘的圆弧中心连线相互垂直。

优选地，所述下固定块与所述下扇形法兰盘共同夹持试件的相对侧面、所述上固定块与所述上扇形法兰盘共同夹持试件的相对侧面、所述下夹紧块与所述下L型固定块共同夹持试件的相对侧面、所述上夹紧块与所述上L型固定块共同夹持试件的相对侧面均设有滚花。

优选地，所述下固定块与所述下扇形法兰盘共同夹持试件的相对侧面、所述上固定块与所述上扇形法兰盘共同夹持试件的相对侧面、所述下夹紧块与所述下L型固定块共同夹持试件的相对侧面、所述上夹紧块与所述上L型固定块共同夹持试件的相对侧面均设有用于夹紧试件的微型锯齿。

优选地，所述下固定块与所述下扇形法兰盘、所述上固定块与所述上扇形法兰盘、所述下夹紧块与所述下L型固定块、所述上夹紧块与所述上L型固定块、所述上L型固定块与所述上扇形法兰盘、所述下L型固定块与所述下扇形法兰盘均以栓接相连。

本发明技术方案的复合加载模式的材料微观力学性能测试夹持装置包括可固定于工作台顶面的底座、与底座顶部相连的下连接主轴、与下连接主轴顶部相连的下扇形法兰盘、位于下扇形法兰盘上方且与下扇形法兰盘分离的上扇形法兰盘、与上扇形法兰盘相连的上连接主轴以及用于夹持试件的夹持结构。