一種三維復(fù)合型斷裂試驗(yàn)夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料斷裂研究用具領(lǐng)域,具體涉及一種三維復(fù)合型斷裂試驗(yàn)夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]工程作業(yè)中,一些材料斷裂事故通常會(huì)造成巨大財(cái)產(chǎn)損失,嚴(yán)重影響人身安全,因此迫切需要一系列便于工程應(yīng)用的斷裂準(zhǔn)則,而進(jìn)行斷裂預(yù)測(cè)理論研究過(guò)程中,亟需一種可靠實(shí)用的試驗(yàn)夾具。
[0003]現(xiàn)有的斷裂試驗(yàn)夾具,或只能進(jìn)行單一型裂紋加載,或只能進(jìn)行固定幾個(gè)角度調(diào)整,這些極大限制了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取范圍,無(wú)法滿足斷裂理論研究的試驗(yàn)要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]綜上所述,為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種三維復(fù)合型斷裂試驗(yàn)夾具,實(shí)現(xiàn)I / II /III任意復(fù)合型斷裂試驗(yàn),且角度無(wú)級(jí)可調(diào)。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種三維復(fù)合型斷裂試驗(yàn)夾具,包括一對(duì)上下相對(duì)設(shè)置且共面的C型弧板,在所述C型弧板上設(shè)有通過(guò)定位螺栓將其固定到試驗(yàn)機(jī)上的圓弧滑槽,在所述C型弧板的內(nèi)壁上還分別上下相對(duì)固定有底盤;
[0006]在所述底盤上可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)有可以固定住試樣的三爪卡盤,該試樣為設(shè)有斷裂紋的圓柱狀。
[0007]進(jìn)一步,所述底盤上設(shè)有T形槽,所述T形槽從所述底盤的外周向內(nèi)延伸,并且所述T形槽的尾端為圓弧狀,所述三爪卡盤設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)卡到所述T形槽內(nèi)部的凸臺(tái),所述凸臺(tái)包括與所述T形槽直徑較小的圓柱條和直徑較大的圓柱塊,所述三爪卡盤通過(guò)該較小的圓柱條連接該直徑較大的圓柱塊。
[0008]進(jìn)一步,所述C型弧板上對(duì)應(yīng)所述圓弧滑槽的位置處設(shè)有反映實(shí)驗(yàn)機(jī)力載荷與試樣軸向之間夾角的角度刻度I。
[0009]進(jìn)一步,所述底盤上設(shè)有反映所述C型弧板的中心面與所述斷裂紋的斷面法向之間夾角的角度刻度II。
[0010]進(jìn)一步,所述圓弧滑槽的圓心角為90°。
[0011]進(jìn)一步,所述底盤焊接在所述C型弧板的內(nèi)壁上。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:解決了斷裂試驗(yàn)中角度跳躍調(diào)整的問(wèn)題,擴(kuò)大了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取范圍,為真實(shí)反映復(fù)合型斷裂規(guī)律提供了一種可靠實(shí)用的試驗(yàn)夾具。并且該試驗(yàn)夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造,操作易行,裝拆試樣方便。試驗(yàn)機(jī)可利用原有的拉伸機(jī)來(lái)進(jìn)行復(fù)合型斷裂試驗(yàn),避免設(shè)計(jì)專用試驗(yàn)機(jī),從而大大節(jié)約試驗(yàn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為C型弧板的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0014]圖2為刻度底盤的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0015]圖3為三爪卡盤的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0016]圖4為圖3的仰視圖;
[0017]圖5為試樣的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0018]圖6是本發(fā)明對(duì)試樣進(jìn)行試驗(yàn)的示意圖;
[0019]圖7為本發(fā)明安裝在試驗(yàn)機(jī)上后的實(shí)驗(yàn)角度示意圖(其中C型弧板省去圓弧滑槽)。
[0020]附圖中,各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0021]1、C型弧板,11、圓弧滑槽,12、角度刻度I,2、底盤,21、T形槽,22、角度刻度II,3、三爪卡盤,31、凸臺(tái),4、試樣,41、裂紋,42、斷面。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述,所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明,并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0023]如圖1-6所示,一種三維復(fù)合型斷裂試驗(yàn)夾具,包括一對(duì)上下相對(duì)設(shè)置且共面的C型弧板1,在所述C型弧板1上設(shè)有通過(guò)定位螺栓將其固定到試驗(yàn)機(jī)上的圓弧滑槽11,所述圓弧滑槽11的圓心角為90°,所述C型弧板1上對(duì)應(yīng)所述圓弧滑槽11的位置處設(shè)有反映實(shí)驗(yàn)機(jī)力載荷與試樣4軸向之間夾角的角度刻度I 12。在所述C型弧板1的內(nèi)壁上還分別上下相對(duì)固定有底盤2,優(yōu)選的:所述底盤2焊接在所述C型弧板1的內(nèi)壁上。
[0024]在所述底盤2上可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)有可以固定住試樣4的三爪卡盤3,所述底盤2上設(shè)有反映所述C型弧板1的中心面與所述斷裂紋41的斷面42法向之間夾角的角度刻度II 22。該試樣4為設(shè)有斷裂紋41的圓柱狀。三爪卡盤3通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)在底盤2上可轉(zhuǎn)動(dòng):所述底盤2上設(shè)有T形槽,所述T形槽從所述底盤2的外周向內(nèi)延伸,并且所述T形槽的尾端為圓弧狀,所述三爪卡盤3設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)卡到所述T形槽內(nèi)部的凸臺(tái),所述凸臺(tái)包括與所述T形槽直徑較小的圓柱條和直徑較大的圓柱塊,所述三爪卡盤3通過(guò)該較小的圓柱條連接該直徑較大的圓柱塊。通過(guò)圓柱塊在T形槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)三爪卡盤3在底盤2上的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0025]進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),通過(guò)定位螺栓將C型弧板1上圓弧滑槽11的不同位置固定到試驗(yàn)機(jī),調(diào)整實(shí)驗(yàn)機(jī)力載荷與試樣4軸向之間夾角的角度,即圖7中α的角度,通過(guò)觀察角度刻度I 12可以將α調(diào)整到需要的角度。再結(jié)合轉(zhuǎn)動(dòng)底盤2調(diào)整C型弧板1的中心面與斷裂紋的斷面42法向之間夾角的角度,即圖7中β的角度,通過(guò)觀察角度刻度II 22可以將β調(diào)整到需要的角度。通過(guò)上述α與β的調(diào)整就可實(shí)現(xiàn)I / II /III任意復(fù)合型斷裂試驗(yàn)加載。當(dāng)α = 0°時(shí),試樣4受到拉伸載荷,為I型加載;當(dāng)α =90°且β =0°時(shí),試樣4受到平面剪切載荷,為II型加載;當(dāng)α =90°且β =90°時(shí),試樣4受到反平面剪切載荷,為III型加載;當(dāng)β =0°且0°〈α〈90°時(shí),試樣4為Ι+ΙΙ復(fù)合型加載;當(dāng)β= 90°且0° <α <90°時(shí),試樣4為Ι+ΙΙΙ復(fù)合型加載;當(dāng)α =90°且0° <β<90°時(shí),試樣4為ΙΙ+ΙΙΙ復(fù)合型加載;當(dāng)0° <α <90°且0° <β<90°時(shí),試樣4為Ι+ΙΙ+ΙΙΙ復(fù)合型加載。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三維復(fù)合型斷裂試驗(yàn)夾具,其特征在于,包括一對(duì)上下相對(duì)設(shè)置且共面的C型弧板(1),在所述C型弧板(1)上設(shè)有通過(guò)定位螺栓將其固定到試驗(yàn)機(jī)上的圓弧滑槽(11),在所述C型弧板(1)的內(nèi)壁上還分別上下相對(duì)固定有底盤(2); 在所述底盤(2)上可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)有可以固定住試樣(4)的三爪卡盤(3),該試樣(4)為設(shè)有斷裂紋(41)的圓柱狀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維復(fù)合型斷裂試驗(yàn)夾具,其特征在于,所述底盤(2)上設(shè)有T形槽,所述T形槽從所述底盤(2)的外周向內(nèi)延伸,并且所述T形槽的尾端為圓弧狀,所述三爪卡盤(3)設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)卡到所述T形槽內(nèi)部的凸臺(tái),所述凸臺(tái)包括與所述T形槽對(duì)應(yīng)的直徑較小的圓柱條和直徑較大的圓柱塊,所述三爪卡盤(3)通過(guò)該較小的圓柱條連接該直徑較大的圓柱塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維復(fù)合型斷裂試驗(yàn)夾具,其特征在于,所述C型弧板(1)上對(duì)應(yīng)所述圓弧滑槽(11)的位置處設(shè)有反映實(shí)驗(yàn)機(jī)力載荷與試樣(4)軸向之間夾角的角度刻度I (12)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維復(fù)合型斷裂試驗(yàn)夾具,其特征在于,所述底盤(2)上設(shè)有反映所述C型弧板(1)的中心面與所述斷裂紋(41)的斷面(42)法向之間夾角的角度刻度II (22)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維復(fù)合型斷裂試驗(yàn)夾具,其特征在于,所述圓弧滑槽(11)的圓心角為90°。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的三維復(fù)合型斷裂試驗(yàn)夾具,其特征在于,所述底盤(2)焊接在所述C型弧板(1)的內(nèi)壁上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三維復(fù)合型斷裂試驗(yàn)夾具,包括一對(duì)上下相對(duì)設(shè)置的C型弧板,在所述C型弧板上設(shè)有通過(guò)定位螺栓將其固定到試驗(yàn)機(jī)上的圓弧滑槽,在所述C型弧板的內(nèi)壁上還分別上下相對(duì)固定有底盤;在所述底盤上可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)有可以固定住試樣的三爪卡盤,該試樣為設(shè)有斷裂紋的圓柱狀。本發(fā)明的有益效果是:解決了斷裂試驗(yàn)中角度跳躍調(diào)整的問(wèn)題,擴(kuò)大了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取范圍,為真實(shí)反映復(fù)合型斷裂規(guī)律提供了一種可靠實(shí)用的試驗(yàn)夾具。
【IPC分類】G01N3/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105403453
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510937357
【發(fā)明人】高成, 陶薈宇, 羅奕, 張應(yīng)紅, 孫寧, 高鵬, 唐亮, 高波, 王巖
【申請(qǐng)人】桂林電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日