一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪的制作方法

专利2026-05-09  0


本技术属于试验装置,涉及一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪。


背景技术:

1、疲劳开裂本质是材料在外界循环荷载作用下微裂纹萌生、演化等的物理过程。目前在研究疲劳开裂中,基于力学平衡以及应变能平衡原理,利用疲劳开裂长度定义了更加直接的损伤评价指标——损伤密度,可以更加精准地评价损伤程度。

2、测量裂纹长度通常采用数字散斑相关技术,该测量方法成本高、测量仪器操作繁琐,数据处理复杂且需要专业人员辅助。数字散斑技术在测量裂纹宽度和微小变形时存在优势,然而在疲劳开裂研究中主要关注裂纹的长度而非裂纹宽度,因此利用常见的光学相机捕捉裂纹长度,在测量精度、操作便捷性、成本控制等方面更加适合。

3、当前间接拉伸试验装置着重测量材料的力学性能,没有可以直接观测试件开裂的间接拉伸试验仪器。现有仪器的导轨遮挡了主要开裂区域,若直接旋转加载条使之与横梁呈90°,虽然可以避免遮挡,但是加载条与横梁接触面积较小。由于加载过程中加载条不稳定,导致施加的疲劳荷载发生偏差,进而引起局部应力集中。

4、间接拉伸试验装置加载条为保证与试件贴合凹形弧面存在两种常见的规格,即宽度12.70mm,直径100mm以及宽度18.75mm,直径150mm。在日常使用过程中,需要经常更换不仅操作繁琐,而且需要根据试验规格定制不同的模具。


技术实现思路

1、本实用新型针对现有技术存在的问题提出一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪,目的在于克服现有的间接拉伸试验仪试验不同规格的试件操作麻烦、成本较大的缺陷。

2、本实用新型是这样实现的:

3、一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪,包括顶板、底板和导轨,其特征在于,所述顶板和所述底板通过导轨连接,以使所述顶板能够相对所述底板移动,且所述顶板和所述底板之间具有试验空间,所述顶板和所述底板上都具有中部镂空,两个所述中部镂空都装有加载条,所述加载条具有第一弧形面和第二弧形面,所述第一弧形面和所述第二弧形面的弧度不同,所述第一弧形面与所述第二弧形面择一与试件抵接。

4、使用时,试验仪配合万能试验机或多功能液压伺服路面材料动态测试系统使用,例如采用万能试验机,根据试件尺寸,将加载条合适的弧形面朝向内侧用于和试件抵接,试件置于顶板和底板之间,与顶板上的加载条以及底板上的加载条抵接,万能试验机将力施加在顶板和底板上,试件上受到的竖向压力,使得横向上形成拉伸效果。

5、所述加载条可转动地安装在所述中部镂空,所述顶板和所述底板上设有固定件与所述加载条配合以阻止所述加载条转动。操作固定件使得固定件脱离与加载条的连接,这样加载条就可以相对顶板和底板转动,从而调节第一弧形面或第二弧形面朝向内侧用于和试件抵接。调节完成后,操作固定件使得加载条固定在顶板或底板上而不能转动。

6、所述顶板和所述底板具有向内侧凸出的承台,所述中部镂空竖向贯穿所述承台,所述承台的两端壁上设有第一轴孔,所述加载条上设有第二轴孔,所述第一轴孔和所述第二轴孔上插设旋转轴,以使所述加载条与所述承台可转动连接。当解除固定件对加载条的约束时,加载条就可以绕旋转轴转动,从而使得加载条在第一弧形面朝内和第二弧形面朝内之间切换。

7、所述第二轴孔为所述加载条两端的盲孔,或者所述第二轴孔贯穿于所述加载条。

8、所述第一弧形面的宽度为12.7mm,半径为50mm;所述第二弧形面的宽度为18.75mm,半径为75mm。

9、所述顶板上的加载条的第一弧形面和第二弧形面的对侧平面的中部具有施力槽;和/或,所述底板上的加载条的第一弧形面和第二弧形面的对侧平面的中部具有施力槽。万能试验机上具有加载头,将加载头插入到施力槽,可以对加载条施加载荷。

10、所述加载条的侧壁的两端部具有对称分布的直通孔,所述两个直通孔的间距大于试件的厚度,所述固定件为销钉,所述销钉穿过所述承台并穿入所述直通孔。

11、所述顶板和所述底板的四角上具有翼形凸部,所述翼形凸部上具有导向孔,所述导轨穿设在所述导向孔上,相邻导轨的间距大于试件的厚度和直径。翼形凸部有利于试验仪的轻量化设计。

12、所述翼形凸部上设有导向法兰,所述导轨为穿过所述导向法兰的圆柱。导向法兰内设有滚珠,滚珠与导轨接触,从而减少顶板相对导轨的摩擦。

13、本实用新型所提供的一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪,具有以下有益效果:

14、同一加载条上设置了不同尺寸的弧形面以适应不同尺寸的试件,在有效传递竖向载荷前提下,提高了试验仪的操作便捷性,增加了单根加载条的适用范围,减少试验仪需要配备的零部件数量,降低成本。

15、在进行力学试验的同时,兼顾了裂纹、试件变形的观察等研究目的。



技术特征:

1.一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪,包括顶板(100)、底板(200)和导轨(300),其特征在于,所述顶板(100)和所述底板(200)通过导轨(300)连接,以使所述顶板(100)能够相对所述底板(200)移动,且所述顶板(100)和所述底板(200)之间具有试验空间,所述顶板(100)和所述底板(200)上都具有中部镂空(410),两个所述中部镂空(410)都装有加载条(500),所述加载条(500)具有第一弧形面(510)和第二弧形面(520),所述第一弧形面(510)和所述第二弧形面(520)的弧度不同,所述第一弧形面(510)与所述第二弧形面(520)择一与试件(700)抵接。

2.根据权利要求1所述的一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪,其特征在于,所述加载条(500)可转动地安装在所述中部镂空(410),所述顶板(100)和所述底板(200)上设有固定件与所述加载条(500)配合以阻止所述加载条(500)转动。

3.根据权利要求2所述的一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪,其特征在于,所述顶板(100)和所述底板(200)具有向内侧凸出的承台(420),所述中部镂空(410)竖向贯穿所述承台(420),所述承台(420)的两端壁上设有第一轴孔(422),所述加载条(500)上设有第二轴孔(530),所述第一轴孔(422)和所述第二轴孔(530)上插设旋转轴,以使所述加载条(500)与所述承台(420)可转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪,其特征在于,所述第二轴孔(530)为所述加载条(500)两端的盲孔,或者所述第二轴孔(530)贯穿于所述加载条(500)。

5.根据权利要求1所述的一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪,其特征在于,所述第一弧形面(510)的宽度为12.7mm,半径为50mm;所述第二弧形面(520)的宽度为18.75mm,半径为75mm。

6.根据权利要求1所述的一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪,其特征在于,所述顶板(100)上的加载条(500)的第一弧形面(510)和第二弧形面(520)的对侧平面的中部具有施力槽(550);和/或,所述底板(200)上的加载条(500)的第一弧形面(510)和第二弧形面(520)的对侧平面的中部具有施力槽(550)。

7.根据权利要求3所述的一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪,其特征在于,所述加载条(500)的侧壁的两端部具有对称分布的直通孔(540),两个所述直通孔(540)的间距大于试件(700)的厚度,所述固定件为销钉,所述销钉穿过所述承台(420)并穿入所述直通孔(540)。

8.根据权利要求1所述的一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪,其特征在于,所述顶板(100)和所述底板(200)的四角上具有翼形凸部(430),所述翼形凸部(430)上具有导向孔(431),所述导轨(300)穿设在所述导向孔(431)上,相邻导轨(300)的间距大于试件(700)的厚度和直径。

9.根据权利要求8所述的一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪,其特征在于,所述翼形凸部(430)上设有导向法兰(432),所述导轨(300)为穿过所述导向法兰(432)的圆柱。


技术总结
本技术公开了一种可观测裂纹的间接拉伸试验仪,属于试验装置技术领域,目的在于克服现有的间接拉伸试验仪试验不同规格的试件操作麻烦、成本较大的缺陷。试验仪包括顶板、底板和导轨,顶板和底板通过导轨连接,以使顶板能够相对底板移动,且顶板和底板之间具有试验空间,顶板和底板上都具有中部镂空,两个中部镂空都装有加载条,加载条具有第一弧形面和第二弧形面,第一弧形面和第二弧形面的弧度不同,第一弧形面与第二弧形面择一与试件抵接。同一加载条上设置了不同尺寸的弧形面以适应不同尺寸的试件,在有效传递竖向载荷前提下,提高了试验仪的操作便捷性,增加了单根加载条的适用范围,减少试验仪需要配备的零部件数量,降低成本。

技术研发人员:吴志芳,顾章义,杨春喜,彭勇,罗雪
受保护的技术使用者:河北交投资源开发利用有限公司
技术研发日:20240509
技术公布日:2024/12/17
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