[发明专利]一种小样品小冲杆测试用夹具

说明书

本发明属于力学性能测试技术，具体涉及一种小样品小冲杆测试用夹具，包括分别位于夹具上下端的同轴安装的上固定连接块和下固定连接块，两者之间同轴设有冲针连接块、固定底座和导向柱；四个导向柱两两对角正交布置，冲针连接块固定冲针，固定底座的上方固定设有下夹模，下夹模上方设有上夹模，上夹模和下夹模两侧之间的空隙内设有磁铁块。本装置通过机械结构设计，将高精度小样品拉伸试验机的拉力转换为冲针和小球对小样品薄片样品的压力，从而实现了在仅有拉伸功能的高精度小样品力学试验机进行小冲杆测试试验的目的，适用于载荷量程≤2kN的小样品拉伸试验机。

技术领域

本发明属于力学性能测试技术，具体涉及一种小样品小冲杆测试用夹具。

背景技术

聚变堆包层结构的第一壁及冷却管道的厚度仅为数毫米，在测试其力学性能时，不能使用标准样品，而需要减少测试样品尺寸；在对包层结构材料进行中子辐照实验时，由于中子辐照容器的尺寸有限(如国际聚变堆材料辐照设施(IFMIF)的高通量测试模块(HFTM)的辐照体积仅0.5L，但需要容纳上千个样品)，且受辐照过程中通量及温度分布的均匀性所限制，也需要使用小样品来测试其抗辐照性能。另外，采用小样品有利于降低放射活性、减少中子辐照后实验对人体和环境危害。因而，小样品测试技术是至关重要的。

聚变堆材料力学性能测试所需小样品的尺寸为毫米级，对力学设备和检测工装夹具的精度要求更高，常规材料力学性能测试的通用设备和工装夹具无法满足小样品测量的要求，存在如安装不便、需要辅助工具较多、试验准备时间长、和因夹紧螺丝力度无法掌握造成的测量误差等问题，因而需要设计高精度小样品力学试验机和新型的小样品试验专用夹具装置。小样品力学性能测试的种类很多，本装置仅涉及小冲杆测试专用夹具装置；除了聚变堆材料，本装置也适用于需要涉及到小样品力学性能测试实验的其他非聚变材料领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种小样品小冲杆测试用夹具，其能够针对毫米级的小样品进行高精度夹持，并且安装方便，适应小样品力学性能测试实验条件。

本发明的技术方案如下：

一种小样品小冲杆测试用夹具，包括分别位于夹具上下端的同轴安装的上固定连接块和下固定连接块，所述的上固定连接块和下固定连接块之间同轴设有冲针连接块、固定底座和导向柱；

所述的导向柱包括竖直方向平行的导向柱a、导向柱b、导向柱c、导向柱d；且四个导向柱两两对角正交布置，即导向柱a、导向柱c对角布置，导向柱b和导向柱d对角布置，且两组对角设置的导向柱连线投影相互垂直；

所述的导向柱a、导向柱c分别穿过冲针连接块，其上端分别与上固定连接块固定，其下端分别与固定底座固定；

所述的导向柱b和导向柱d分别穿过固定底座，其上端分别与冲针连接块固定，其下端分别与下固定连接块固定；

所述的冲针连接块的下表面中心同轴固定设有冲针；

所述的固定底座的上表面中心处同轴固定设有下夹模，下夹模上方设有上夹模，上夹模和下夹模两侧之间的空隙内设有磁铁块。

所述的上夹模中心部分的厚度大于两侧部分的厚度；上夹模的中心设有试样安装沉孔；所述的下夹模中心部分的厚度大于两侧部分的厚度，且中心部分加工有定位槽，所述的定位槽与所述的试样安装沉孔位置对应。

所述的上夹模中心部分为阶梯圆柱形，两侧部分为扇形侧边，中心的阶梯圆柱形在下表面是凸出的，所述的阶梯圆柱形中心沿轴向加工有试样安装沉孔。

所述的试样安装沉孔为圆锥形沉头孔。

所述的下夹模包括底部的圆盘、圆盘中心处同轴加工的圆台、圆台上的两侧设有扇形凸块，所述的圆台中心设有定位槽；所述的阶梯圆柱形下表面与扇形凸块上表面接触，在扇形侧边和圆台的上表面之间形成的两处空隙。

所述的定位槽两侧设有方形缺口。