本實(shí)用新型涉及一種材料動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)性能測(cè)試夾持裝置，特別是一種能夠在霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)薄板拉伸加載的試樣夾持裝置，屬于材料性能測(cè)試領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)裝置是目前廣泛使用的研究在102～103s-1數(shù)量級(jí)的應(yīng)變率加載條件下材料動(dòng)態(tài)變形及斷裂行為的一種實(shí)驗(yàn)裝置。但是，為了在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中保持一維應(yīng)力波條件，霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)裝置通常用于測(cè)試材料的動(dòng)態(tài)壓縮性能，而材料的動(dòng)態(tài)拉伸性能的測(cè)試需要在霍普金森拉桿實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行?；羝战鹕瓧U實(shí)驗(yàn)裝置相對(duì)于壓桿實(shí)驗(yàn)裝置在結(jié)構(gòu)上有較大的變化，如，需要使用更大直徑的工作桿系統(tǒng)，需要使用套筒結(jié)構(gòu)等。對(duì)于大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室具備的小直徑工作桿的霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)裝置，無法經(jīng)過簡(jiǎn)單的設(shè)備改造使其變?yōu)槔瓧U試驗(yàn)裝置。對(duì)于薄板試樣，由于夾持端無法加工出螺紋，無法采用該裝置的結(jié)構(gòu)。因此，有必要提供一種成本較低、操作簡(jiǎn)便的能夠在小直徑霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)裝置上實(shí)現(xiàn)對(duì)薄板試樣拉伸加載的夾持裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是提供一種成本較低、操作簡(jiǎn)便的能夠在小直徑霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)裝置上實(shí)現(xiàn)對(duì)薄板拉伸加載的試樣夾持裝置。
一種薄板動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)性能測(cè)試夾持裝置，該裝置包括兩個(gè)夾持塊和夾持塊套筒；待測(cè)試樣采用不含銷孔的平板拉伸試樣，所述的待測(cè)試樣夾在兩個(gè)夾持塊中間組成裝配體，兩個(gè)夾持塊分別卡住待測(cè)試樣的兩個(gè)夾持端過渡圓弧，所述的裝配體穿過夾持塊套筒，所述的夾持塊套筒放置于所述裝配體長(zhǎng)軸向的中心處。
待測(cè)試樣為不含銷孔的平板拉伸試樣，所述的待測(cè)試樣包括工作段和其兩端的夾持端，所述的夾持端設(shè)有過渡圓弧，夾持端通過過渡圓弧與工作段連接。
所述的夾持塊為長(zhǎng)方體，在一端附近、沿長(zhǎng)軸向設(shè)置兩個(gè)凸臺(tái)；優(yōu)選的，在距離一端約5-15mm處、沿長(zhǎng)軸向設(shè)置有兩個(gè)凸臺(tái)。
凸臺(tái)的厚度小于待測(cè)試樣的厚度；優(yōu)選的，凸臺(tái)的厚度比待測(cè)試樣的厚度小約0.2mm。凸臺(tái)沿長(zhǎng)軸向的長(zhǎng)度5-15mm。
凸臺(tái)的一端設(shè)有圓??；兩個(gè)凸臺(tái)的內(nèi)側(cè)輪廓線與待測(cè)試樣夾持端的過渡圓弧與工作段的連接線(包括過渡圓弧)一致。
兩個(gè)夾持塊與待測(cè)試樣組合完畢后，所述的裝配體垂直于長(zhǎng)軸向的橫截面最大寬度、高度均不大于所使用的霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)裝置的工作桿直徑。夾持塊的總長(zhǎng)度為試樣總長(zhǎng)度、待測(cè)試樣預(yù)估最大塑性變形長(zhǎng)度和預(yù)留長(zhǎng)度的和，其中預(yù)留長(zhǎng)度為10～20mm。
所述的夾持塊套筒，總長(zhǎng)度約5-15mm；內(nèi)孔的寬度、高度，分別比兩個(gè)夾持塊及待測(cè)試樣的裝配體垂直于長(zhǎng)軸向的橫截面最大寬度、高度大0.2mm。
參照常規(guī)的圓柱形動(dòng)態(tài)壓縮試樣的安裝方法，將本實(shí)用新型的夾持裝置安裝于霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)裝置的入射桿和透射桿之間，進(jìn)行常規(guī)動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)，即實(shí)現(xiàn)將壓縮載荷轉(zhuǎn)化為拉伸載荷。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：
(1)不更改霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)的情況下，在小直徑工作桿系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)對(duì)薄板試樣的拉伸加載；并可根據(jù)霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)裝置的工作桿直徑對(duì)本實(shí)用新型裝置的尺寸進(jìn)行縮放，具有良好的適用性。
(2)可使用國家及國際靜態(tài)拉伸試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的平板拉伸試樣，通用性好。試樣不使用銷孔，可以避免薄板銷孔試樣拉伸時(shí)，由于引入銷孔帶來的扭曲變形問題。
(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可批量制造，有利于提高實(shí)驗(yàn)效率。
(4)獨(dú)立于霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)裝置之外，損耗或損壞后易于更換。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型裝置的分解視圖。
主要附圖標(biāo)記：
1 夾持塊a 2 夾持塊b
3 夾持塊套筒 4 待測(cè)試樣
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種成本較低、操作簡(jiǎn)便的能夠在小直徑霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)裝置上實(shí)現(xiàn)薄板試樣拉伸加載的夾持裝置，下面對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
如圖1所示，為本實(shí)用新型裝置的分解視圖，本實(shí)用新型的薄板動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)性能測(cè)試夾持裝置包括夾持塊a 1、夾持塊b 2、夾持塊套筒3。
待測(cè)試樣4采用不含銷孔的平板拉伸試樣，待測(cè)試樣4包括工作段和其兩端的夾持端，夾持端設(shè)有過渡圓弧，夾持端通過過渡圓弧與工作段連接。試樣總長(zhǎng)度33mm，試樣厚度2mm，工作段寬度3mm，工作段長(zhǎng)度20mm，過渡圓弧半徑1.5mm，夾持端長(zhǎng)度10mm。本具體實(shí)施例中，待測(cè)試樣4為鈦合金，該試樣預(yù)估最大塑性變形長(zhǎng)度為5mm。
夾持塊a 1、夾持塊b 2為長(zhǎng)方體，外形尺寸分別為：沿軸向長(zhǎng)度50mm，寬度8mm，厚度4.5mm；沿長(zhǎng)軸向、距離一端約10mm處具有兩個(gè)凸臺(tái)，凸臺(tái)的厚度1.8mm，凸臺(tái)沿軸向長(zhǎng)度10mm，單一凸臺(tái)寬度2.5mm，凸臺(tái)一端有半徑1.5mm的圓弧，兩凸臺(tái)之間距離3mm，凸臺(tái)之間的輪廓線與待測(cè)試樣4夾持端的過渡圓弧與工作段的連接線一致。
夾持塊套筒3的外形尺寸為：沿軸向長(zhǎng)度10mm，寬度21mm，高度18mm；內(nèi)孔寬度11.2mm，高度8.2mm。
本實(shí)用新型的裝置中，兩個(gè)夾持塊與待測(cè)試樣4組合完畢后，裝配體垂直于長(zhǎng)軸向的橫截面最大寬度、高度均不大于所使用的霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)裝置的工作桿直徑。夾持塊的總長(zhǎng)度為試樣總長(zhǎng)度、待測(cè)試樣預(yù)估最大塑性變形長(zhǎng)度和預(yù)留長(zhǎng)度的和，其中預(yù)留長(zhǎng)度為10～20mm。夾持塊套筒3內(nèi)孔的寬度、高度，分別比兩個(gè)夾持塊及待測(cè)試樣的裝配體垂直于長(zhǎng)軸向的橫截面最大寬度、高度大0.2mm。
將待測(cè)試樣4夾在夾持塊a 1和夾持塊b 2中間，并分別用凸臺(tái)卡住待測(cè)試樣4的兩個(gè)夾持端過渡圓弧，最后將前述裝配體穿過夾持塊套筒3，并將夾持塊套筒3放置于整個(gè)裝配體長(zhǎng)軸向的中心處，即完成待測(cè)試樣4的夾持。隨后，參照常規(guī)的圓柱形動(dòng)態(tài)壓縮試樣的安裝方法，將完成夾持后的待測(cè)試樣4安裝于霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)裝置的入射桿和透射桿之間，使夾持塊a 1、夾持塊b 2垂直于長(zhǎng)軸向的平面端與入射桿、透射桿的平面端緊密貼合，進(jìn)行常規(guī)的動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)，即可使待測(cè)試樣4產(chǎn)生拉伸變形或拉斷。