一種動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)防滑夾具裝置的制作方法

本發(fā)明屬于材料力學(xué)性能測試與表征領(lǐng)域，用于汽車、航空等行業(yè)，具體涉及一種動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)防滑夾具裝置。

背景技術(shù)：

在汽車碰撞模擬中，準(zhǔn)確的材料力學(xué)性能表征有利于提升汽車CAE模型的質(zhì)量。大部分車用材料具有明顯的應(yīng)變率相關(guān)性，通過準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)響應(yīng)無法準(zhǔn)確模擬其在動(dòng)態(tài)加載條件下的變形和失效過程，材料動(dòng)態(tài)力學(xué)試驗(yàn)方法成為準(zhǔn)確獲取材料動(dòng)態(tài)力學(xué)行為的關(guān)鍵。對于高強(qiáng)鋼、高分子材料、塑料等常見車用材料，在中、高應(yīng)變率加載測試下力信號經(jīng)常發(fā)生振蕩現(xiàn)象，這種震蕩信號反映的是測試測量系統(tǒng)的整體響應(yīng)，而非所要捕捉的材料響應(yīng)。信號震蕩大小和材料類型、測試設(shè)備、夾具設(shè)計(jì)以及加載條件等各要素高度相關(guān)。對于給定的測試設(shè)備、測試對象以及加載條件，可以改變或改進(jìn)的手段就是機(jī)械測力環(huán)節(jié)的輕量化設(shè)計(jì)?；旧?，測試連接環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)越緊湊，質(zhì)量越小，剛度越高，那么得到的動(dòng)態(tài)測試信號質(zhì)量越好，震蕩問題也越小。另一方面，材料高速力學(xué)測試經(jīng)常發(fā)生材料料片夾持不牢，發(fā)生打滑，樣件脫落，導(dǎo)致無法對試樣有效實(shí)施動(dòng)態(tài)變形拉伸加載。傳統(tǒng)的夾具是通過用線性夾持塊對試件施加法向力以增加摩擦力來對試件進(jìn)行夾持，對于表面硬度較高的材料經(jīng)常會(huì)發(fā)生摩擦不足打滑狀況，對于脆性材料則可能在夾持過程中對材料的夾持位置造成損傷，導(dǎo)致材料試件斷裂無法發(fā)生在理想的中間測量段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用一種動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)防滑夾具裝置，有效避免試驗(yàn)時(shí)試件打滑。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)防滑夾具裝置，包括分別與試驗(yàn)機(jī)連接的第一夾具和第二夾具，所述第一夾具和第二夾具分別與試件的兩端部連接，所述第一夾具包括第一夾具主體及與所述第一夾具主體的一端相連的第一連接體，所述第一夾具主體上開設(shè)有用于安裝所述試件的第一凹槽，所述第一凹槽的遠(yuǎn)離所述第一連接體的一端開設(shè)有第一開口，所述第二夾具包括第二夾具主體及與所述第二夾具主體的一端相連的第二連接體，所述第二夾具主體上開設(shè)有用于安裝所述試件的第二凹槽，所述第二凹槽的遠(yuǎn)離所述第二連接體的一端開設(shè)有第二開口。

進(jìn)一步地，所述第一凹槽的槽底面上設(shè)置有第一定位栓。

更進(jìn)一步地，所述第一開口的寬度小于所述第一凹槽的寬度。

具體地，所述第一開口的兩側(cè)邊緣向所述第一凹槽的方向延伸形成第一凸起部。

進(jìn)一步地，所述第二凹槽的槽底面上設(shè)置有第二定位栓。

更進(jìn)一步地，所述第二開口的寬度小于所述第二凹槽的寬度，所述第二開口的兩側(cè)邊緣向所述第二凹槽的方向延伸形成第二凸起部。

進(jìn)一步地，所述第一連接體包括一端部與所述第一夾具主體相連的第一連接部及與所述第一連接部的另一端相連的固定部。

進(jìn)一步地，所述防滑夾具裝置還包括與所述第二連接體相連的加載桿，所述第二連接體包括與所述第二夾具主體相連的第二連接部及一端與所述第二連接部相連的安裝部，所述安裝部沿著所述加載桿的長度方向能夠與所述加載桿滑動(dòng)地設(shè)置。

更進(jìn)一步地，所述安裝部的外側(cè)面設(shè)有螺紋，所述加載桿上設(shè)有與所述螺紋相配合的螺母，所述安裝部與加載桿通過所述螺紋和螺母連接。

具體地，所述加載桿具有中空內(nèi)腔且所述加載桿的徑向方向開設(shè)有通孔，所述螺母活動(dòng)地設(shè)置在所述通孔內(nèi)，所述安裝部的另一端部位于所述中空內(nèi)腔內(nèi)且與所述螺母螺紋連接。

由于以上技術(shù)方案的實(shí)施，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型裝置不僅操作便捷，而且有效避免了試件在拉伸試驗(yàn)時(shí)試件的打滑現(xiàn)象，特別是硬度較高的材料（如高強(qiáng)鋼材料）的試件的打滑。

本實(shí)用新型裝置的試件安裝更加方便快捷。

本實(shí)用新型裝置與試驗(yàn)機(jī)自帶的夾頭相比，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，夾具質(zhì)量更輕，連接環(huán)節(jié)更緊湊，測量環(huán)節(jié)剛度更高，有效降低測量力信號的振蕩，動(dòng)態(tài)測試力信號質(zhì)量更好。通過直接在裝置上粘貼應(yīng)變片，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)力信號的重復(fù)測量，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了測試效率和信號質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型防滑夾具裝置的立體圖；

圖2為本實(shí)用新型防滑夾具裝置的主視圖；

圖3為本實(shí)用新型防滑夾具裝置的側(cè)視圖；

圖4為本實(shí)用新型防滑夾具裝置的第一夾具的立體圖；

圖5為本實(shí)用新型防滑夾具裝置的第二夾具的立體圖；

圖6為本實(shí)用新型防滑夾具裝置的加載桿的立體圖

圖中：1、第一夾具；101、第一夾具主體；102、第一凹槽；103、第一開口；104、第一定位栓；105、第一凸起部；106、第一連接部；107、固定部；2、第二夾具；201、第二夾具主體；202、第二凹槽；203、第二開口；204、第二定位栓；205、第二凸起部；206、第二連接部；207、安裝部；3、試件；4、加載桿；5、螺母。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述：

如附圖1~6所示，一種動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)防滑夾具裝置，包括分別與試驗(yàn)機(jī)連接的第一夾具1和第二夾具2，第一夾具1和第二夾具2分別與待拉伸測試的試件3的兩端部連接，第一夾具1包括第一夾具主體101及與第一夾具主體101的一端相連的第一連接體，第一夾具主體101上開設(shè)有用于安裝試件3的第一凹槽102，第一凹槽102的遠(yuǎn)離第一連接體的一端開設(shè)有第一開口103，第二夾具2包括第二夾具主體201及與第二夾具主體201的一端相連的第二連接體，第二夾具主體201上開設(shè)有用于安裝試件3的第二凹槽202，第二凹槽202的遠(yuǎn)離第二連接件的一端開設(shè)有第二開口203。

為了更好防止試件3在試驗(yàn)過程中打滑，在第一凹槽102的槽底面上設(shè)置有第一定位栓104，第一定位栓104設(shè)置在第一凹槽102的大致中心位置。第一開口103的寬度小于第一凹槽102的寬度，第一開口103的兩側(cè)邊緣向第一凹槽102的方向延伸形成第一凸起部105。

同樣的，在第二凹槽202的槽底面上設(shè)置有第二定位栓204，第二定位栓204設(shè)置在第二凹槽202的大致中心位置。第二開口203的寬度小于第二凹槽202的寬度，第二開口203的兩側(cè)邊緣向第二凹槽202的方向延伸形成第二凸起部205。如此，在裝夾試件3時(shí)，試件3的兩端分別開設(shè)小孔，第一定位栓104和第二定位栓204分別穿過試件3兩端的小孔，進(jìn)一步將試件3固定在第一夾具1和第二夾具2上，避免打滑。

本實(shí)用新型的防滑夾具裝置的第一連接件包括一端部與第一夾具主體101相連的第一連接部106及與第一連接部106的另一端相連的固定部107。拉伸試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)變片粘貼與第一連接部106的側(cè)面上，固定部107與試驗(yàn)機(jī)的底座固定連接。

本實(shí)用新型的防滑夾具裝置還包括與第二連接體相連的加載桿4，第二連接體包括與第二夾具主體201相連的第二連接部206及一端與第二連接部206相連的安裝部207，安裝部207沿著加載桿4的長度方向能夠與加載桿4滑動(dòng)地設(shè)置。第二連接部206的橫截面積大于安裝部207的橫截面積，也大于加載桿4的橫截面積。

具體地，安裝部207的外側(cè)面設(shè)有螺紋，加載桿4上設(shè)有與該螺紋相配合的螺母5，安裝部207與加載桿4通過螺紋和螺母連接。

本例中，加載桿4具有中空內(nèi)腔且加載桿4的徑向方向開設(shè)有通孔，螺母5活動(dòng)地設(shè)置在通孔內(nèi)，安裝部207的另一端部位于中空內(nèi)腔內(nèi)且與螺母5螺紋連接。

安裝部207與加載桿4同軸設(shè)置。

拉伸試驗(yàn)時(shí)，加載桿4與試驗(yàn)機(jī)的加載頭連接，通過螺母5調(diào)節(jié)安裝部207沿著加載桿4的長度方向移動(dòng)，進(jìn)而適應(yīng)不同長度的試件3。

本實(shí)用新型防滑夾具裝置的工作原理：

第一夾具1的固定部107固定設(shè)置在試驗(yàn)機(jī)的底座固定，加載桿4與試驗(yàn)機(jī)的加載頭連接，試件3的兩端部裝夾在第一夾具主體101的第一凹槽102和第二夾具主體201的第二凹槽202內(nèi)，進(jìn)一步地通過第一定位栓104和第二定位栓205與第一夾具1和第二夾具2固定。另一方面，安裝部207通過螺母5與加載桿4連接，且螺母5調(diào)節(jié)安裝部207沿著加載桿4長度方向移動(dòng)，以適應(yīng)不同長度的試件3。試驗(yàn)時(shí)，在第一連接部106的側(cè)面粘貼應(yīng)變片，試驗(yàn)機(jī)的加載頭對加載桿4加載，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對試件3的拉伸加載，應(yīng)變片實(shí)現(xiàn)對動(dòng)態(tài)拉伸載荷的測量。

綜上所述，本實(shí)用新型防滑夾具裝置具有如下優(yōu)勢：

（1）該裝置通過凹槽和定位栓替代試驗(yàn)機(jī)自帶的夾頭，不僅操作便捷，有效避免了試件在拉伸試驗(yàn)時(shí)試件的打滑現(xiàn)象，特別是硬度較高的材料的試件的打滑；

（2）該裝置的試件安裝更加方便快捷；

（3）該裝置與試驗(yàn)機(jī)自帶的夾頭相比，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，夾具質(zhì)量更輕，連接環(huán)節(jié)更緊湊，測量環(huán)節(jié)剛度更高，有效降低測量力信號的振蕩，動(dòng)態(tài)測試力信號質(zhì)量更好。通過直接在裝置上粘貼應(yīng)變片，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)力信號的重復(fù)測量，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了測試效率。

以上對本實(shí)用新型做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。