一种高同轴度的拉伸试验夹具及其使用方法、应用

1.本发明涉及材料性能测试领域，具体涉及一种高同轴度的拉伸试验夹具及其使用方法、应用。


背景技术：

2.拉伸试验是一种对拉伸试样施加轴向拉伸载荷，从而测定材料弹性模量、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率等力学性能指标的试验方法。拉伸试验不仅应用于检验材料质量是否符合相应标准，还广泛应用在高等院校、科研院所材料领域的基础科学研究中。
3.国家标准gb/t 228.1-2010对板状金属拉伸试样的尺寸做出了明确规定，具体包括：拉伸试样平行段原始宽度bo限定为10、12.5、15、20mm，原始标距lo优先取(s0指平行段横截面积)，且不小于15mm。然而，在粉末冶金、增材制造等特殊科研条件下，由于原材料昂贵、成型仓空间有限等因素，拉伸试样难以严格依照gb/t 228.1-2010制备。通常，在保持比例系数5.65不变的前提下，采用尺寸更小的非标准板状拉伸试样，用于材料力学性能指标的测定。
4.当前，各高校、科研机构大多使用电子万能试验机进行拉伸试验。这类试验机的配套夹具针对标准拉伸试样设计制造，采用阵列凸齿+自锁机构防止试样松脱，由人工旋转锁紧手柄施加夹持压力。使用该类试验机配套夹具进行非标准板状拉伸试样的拉伸试验，有如下三方面亟待解决的问题：
5.一、配套上下夹具不具备确保同轴能力，拉伸试样是否倾斜全凭主观判断。拉伸载荷与试样的同轴度不仅严重依赖试验人员操作能力，而且主观判断结果缺乏原理依据。
6.二、非标准板状拉伸试样通常尺寸小、厚度薄，当夹持力不当时，试样夹持头部易发生变形，甚至裂纹提前萌生成为后续拉伸加载过程的启裂源，所获得的应力-应变曲线不能充分反映材料的真实力学性能指标。
7.三、上述夹具形体笨重，安装和拆卸过程需要多人协力且存在较大安全隐患。
8.拉伸试验所施加拉伸载荷与拉伸试样的同轴度，是影响试验数据准确性的关键因素。若拉伸载荷不沿拉伸试样轴线施加，将在变形过程中引入剪切应力，从而影响材料断裂机制的纯粹性，对材料拉伸力学性能的测定带来严重误差。所以，上述问题严重影响非标准试样拉伸试验的结果准确性和过程安全性，对适用于非标准试样拉伸试验夹具的需求十分迫切。依据解决问题的侧重点不同，可将现有非标准板状拉伸试样夹具分为两类。
9.第一类夹具以提高同轴度为目的。授权号cn 213957001 u、cn 205593843 u所公开的拉伸试样夹具的主要特征是：沿夹具体轴线，通过拟合试样夹持头部的试验滑槽挂载非标准板状拉伸试样夹持头部与平行段间的弧形过渡段来施加拉伸载荷，可使拉伸试样相对夹具同轴。主要不足之处在于：其一，在试样与试验滑槽存在装配间隙、或试样夹持头部加工误差明显的情况下，无法判断试样是否倾斜置于试验滑槽内；其二，仅能大致判断试样夹持头部是否相对夹具同轴，而不具备确保上下夹具体同轴的能力。
10.第二类夹具针对夹持力不当的问题。授权号cn 206546295u的实用新型专利提供
了一种非标准拉伸试样夹具，其主要特征在于由带锯齿的主、副夹头夹持板状拉伸试样上下头部，经紧固螺钉施加夹持力以避免板状拉伸试样松脱。主要不足之处是：此类夹具仅能减小夹持压力，而不具备确保拉伸载荷与板状拉伸试样同轴的能力，试样仍有可能被倾斜夹持。
11.申请号202211210887.8提供了一种高精度的狗骨试件单轴拉伸试验装置及试验方法，其主要特征是在夹具体试验滑槽挂载试样，还在试样平行段夹持上下夹板以固定测算应变的位移计、判断同轴度的水平仪，以确保上下夹具同轴。主要不足之处在于：非标准板状拉伸试样通常尺寸较小，平行段不足20mm，空间不足以附加上下夹板及所述位移计、水平仪，该方案不具备在科研条件下实施的可行性。
12.综上所述，如果能发明一种高同轴度的拉伸试验夹具，可同时确保试样与夹具同轴、上下夹具彼此同轴，且具备结构紧凑、灵活轻便等突出优势，将弥补试验机配套夹具与现有改进方案的不足，有助于提高非标准试样拉伸试验的结果准确性和过程安全性。


技术实现要素：

13.针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种高同轴度的拉伸试验夹具，解决现有拉伸试验夹具难以保证上下夹具间、夹具与拉伸试样间高同轴度，易在拉伸试验过程中引入剪切应力导致拉伸试样的提前断裂、影响力学性能指标的测定问题。
14.本发明的第二个目的在于提供一种高同轴度的拉伸试验夹具的使用方法，解决现有试验机配套夹具形体笨重，在施力夹持时易损伤试样，难以应用于小尺寸非标准板状拉伸试样的不足。
15.本发明的第三个目的在于提供一种高同轴度的拉伸试验夹具的应用，解决非标准板状拉伸试样通常尺寸小、厚度薄，当夹持力不当时，试样夹持头部易发生变形，甚至裂纹提前萌生成为后续拉伸加载过程的启裂源，所获得的应力-应变曲线不能充分反映材料的真实力学性能指标的问题。
16.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
17.一种高同轴度的拉伸试验夹具，包括两个夹具组件，夹具组件包括夹具主体、衔接器和定位销，定位销和衔接器固定连接，夹具主体和定位销转动连接；夹具主体设有试验滑槽，试验滑槽内设有预压件，试验滑槽滑移连接有工字形夹头，预压件与工字形夹头接触；夹具主体设有刻度线，刻度线沿工字形夹头在试验滑槽滑移方向分布，工字形夹头设有指针配合刻度线；两个夹具组件的工字形夹头正对设置。
18.作为一种优选，工字形夹头包括t型滑块、垫片和螺钉，t型滑块与试验滑槽滑移连接，指针设置在t型滑块上，t型滑块的底部设有向内凹陷的限位槽，试验滑槽为夹具主体底部向内部凹陷设置，限位槽的延伸方向与试验滑槽延伸方向一致；t型滑块的一端设有连接孔，垫片设有螺钉通孔，螺钉穿过螺钉通孔与连接孔连接；两个工字形夹头的限位槽正对设置；预压件与t型滑块接触。
19.作为一种优选，试验滑槽为夹具主体底部向顶部凹陷的矩形槽，试验滑槽与夹具主体底部齐平的边沿设有限位块。
20.作为一种优选，限位块的数量为两块，两块限位块的一端分别与试验滑槽的两内侧壁固定连接，两块限位块的另一端对齐设置，两块限位块另一端之间的距离小于t型滑块
的宽度。
21.作为一种优选，两块限位块均设有配合拉伸试样的弧形过渡段。
22.作为一种优选，试验滑槽的侧面设有平行校准槽，垫片设有平行校准凸块，平行校准凸块和平行校准槽滑移连接。
23.作为一种优选，预压件包括弹簧座和弹簧，弹簧座和试验滑槽固定连接，弹簧的一端与弹簧座固定连接，弹簧的另一端与t型滑块的顶部接触，弹簧的伸缩方向与t型滑块在试验滑槽的滑移方向一致。
24.作为一种优选，限位槽的宽为1～2mm。
25.一种高同轴度的拉伸试验夹具的使用方法，采用拉伸试验夹具，包括以下步骤：s1：清理板状拉伸试样与拉伸试验夹具，清理方法包括使用砂纸打磨试样表面至光亮，去除凸点、凹痕，使用酒精擦洗两个夹具组件各部件以去除污物；s2：沿试验滑槽滑动工字形夹头，使限位槽与试验滑槽之间距离足以容纳板状拉伸试样夹持头部，并将板状拉伸试样夹持头部插入限位槽内；s3：控制弹簧缓慢释放直至板状拉伸试样的弧形过渡段与限位块的弧形过渡段完全接触，对照指针与刻度线读数，使读数值与板状拉伸试样夹持头部长度相等；s4：采用与s1-s3完全相同的步骤，将板状拉伸试样另一夹持头部装入夹具主体内，形成夹具-试样组合体；s5：采用拉伸试验机自带定位销配合衔接器与拉伸试验机上下顶杆，控制拉伸试验机上顶杆上行或下行，在两个衔接器间留出空间以供夹具-试样组合体经定位销与衔接器配合；s6：从与上顶杆连接的夹具组件的平行校准槽悬吊铅垂线，使与下顶杆连接的夹具组件的平行校准槽与铅垂线平齐，以确保两个夹具组件同轴；s7：启动拉伸试验机，输出板状拉伸试样的应力-应变曲线。
26.一种高同轴度的拉伸试验夹具的应用，采用拉伸试验夹具，拉伸试验夹具应用于对金属与陶瓷板状拉伸试样进行拉伸试验，金属或陶瓷板状拉伸试样的原始标距长度lo＝8～16mm，金属或陶瓷板状拉伸试样的平行段原始宽度bo＝2～4mm，金属或陶瓷板状拉伸试样的厚度ao＝1～2mm，且满足式中so为金属或陶瓷板状拉伸试样的平行段截面积，即so＝ao
×
bo。
27.本发明的原理为：
28.(1)本发明通过固定连接于框架的弹簧向工字形夹头施加压力，驱使夹持头部位于限位槽内的非标准板状拉伸试样的弧形过渡段紧贴限位块的弧形过渡段。指针对应刻度线的读数示出限位槽底面至试验滑槽底面的距离，当指针所指的测量值与非标准板状拉伸试样夹持头部长度一致时，即可判断试样被无倾斜夹持，相对夹具同轴度良好。
29.(2)本发明基于重垂线原理，悬吊铅垂线比对两个夹具组件的平行校准槽，当铅垂线同时与两个夹具组件的平行校准槽平行时，即可确保两个夹具组件同轴度良好。
30.(3)本发明在同轴原理(1)、(2)协同作用下，确保试验所施拉伸载荷与非标准板状拉伸试样高度同轴，以避免剪切应力的产生，保证了拉伸试样受力方向的单一性。
31.总的说来，本发明具有如下优点：
32.(1)本发明的拉伸试验夹具克服了现有拉伸试验机配套夹具无法确保拉伸载荷与板状拉伸试样同轴的不足，在前文所述双重同轴原理协同作用下，有效保障拉伸载荷与试样高度同轴，避免在拉伸试验过程中引入剪切应力导致拉伸试样的提前断裂的问题，从而
可以准确的测定板状拉伸试样的力学性能指标。
33.(2)本发明克服了试验机配套夹具对板状拉伸试样施加过大夹持力，可能损伤拉伸试样、影响试验数据准确性等不足，通过试验滑槽和限位槽固定拉伸试样，降低拉伸试样在夹持头部附近提前断裂的可能性。
34.(3)本发明提供的高同轴度拉伸试验夹具小巧轻便，使用方法简单易行，单人即可完成组装工作，可提高拉伸试验的实验效率。
35.(4)本发明的拉伸试验夹具实现对金属与陶瓷板状拉伸试样进行拉伸试验，解决非标准板状拉伸试样通常尺寸小、厚度薄，当夹持力不当时，试样夹持头部易发生变形，甚至裂纹提前萌生成为后续拉伸加载过程的启裂源，所获得的应力-应变曲线不能充分反映材料的真实力学性能指标的问题。
附图说明
36.图1是一种高同轴度的拉伸试验夹具在拉伸试验过程中的结构示意图及纵向剖面图。
37.图2是夹具组件的结构示意图。
38.图3是工字形夹头的形状、结构及校准槽位置示意图。
39.图4是实施例1所用非标准板状拉伸试样尺寸示意图。
40.图5是实施例1进行到步骤s2时试样与夹具主体相对位置示意图。
41.图6是实施例1进行到步骤s4得到的试样-夹具组合体示意图。
42.图7是实施例1进行到步骤s5插入定位销过程示意图。
43.图8是实施例1进行到步骤s6悬吊铅垂线比对平行校准槽示意图。
44.图9是实施例1中9次循环加载直至试样断裂所得应力-应变曲线。
45.图10是拉伸试验前后非标准板状拉伸试样对比图。
46.图11是对比例前后非标准板状拉伸试样对比图。
47.其中，1为夹具组件，2为拉伸试验机自带定位销，3为上顶杆，4为下顶杆，11为夹具主体，12为衔接器，13为定位销，111为框架，112为工字形夹头，113为弹簧，114为弹簧座，115为试验滑槽，116为限位槽，117为t型滑块，118为垫片，119为螺钉，1110为指针，5为板状拉伸试样，1111为平行校准凸块，1112为刻度线，6为铅垂线。
具体实施方式
48.下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
49.实施例1：
50.本实施例提供的一种高同轴度的拉伸试验夹具，拉伸试验夹具基于重垂线原理保证两个夹具组件同轴的同时，通过弹簧端圈预压工字形夹头，确保被夹持板状试样相对夹具同轴。在上述双重机制协同作用下，保证所施拉力与板状拉伸试样的高同轴度。
51.如图1所示，高同轴度的拉伸试验夹具包括同轴布置的两个高强钢制夹具组件1，夹具组件1包括夹具主体11、衔接器12和定位销13构成。
52.夹具主体11包括框架111、工字形夹头112、弹簧113、弹簧座114；工字形夹头112安装入框架滑槽内；弹簧113一端圈固连弹簧座114，另一端圈预压工字形夹头112顶面；弹簧
座114经螺纹配合与框架111连接。本实施例优选弹簧113一端圈与弹簧座114钎焊固连。
53.衔接器12连接夹具主体11与拉伸试验机，衔接器12与夹具主体11经定位销13配合，衔接器12与拉伸试验机上下顶杆(3、4)配合。本实施例优选在utm5205型电子万能试验机上开展试验。
54.如图1、2所示，框架11的试验滑槽115内限位块的弧形过渡段贴合板状拉伸试样5的弧形过渡段；工字形夹头112中部为符合板状拉伸试样5厚度的限位槽116。本实施例中，限位块与框架11为一体成型结构，限位块通过线切割方法在框架上直接切出。
55.如图2、3所示，工字形夹头112由t形滑块117和垫片118，t形滑块117和垫片118经螺钉119连接而成，t形滑块117侧面刻有指针1110，本实施例优选指针1110高度与限位槽116底面齐平，用于指示板状拉伸试样5夹持头部末端位置；垫片118侧面刻有两条平行校准槽1111，以检验两个夹具主体的同轴度。
56.图2中框架111侧面的刻度线1112与t形滑块的指针1110相对照，使测量的长度值与板状拉伸试样5夹持头部长度一致，则可以确保板状拉伸试样5与两个夹具主体11同轴。
57.工字形夹头的限位槽宽1～2mm，以适应各种尺寸的板状拉伸试样，对本实施例优选1.5mm，以可靠夹持下文所述niti合金制非标准板状拉伸试样。
58.为测试4d打印ni
49.4
ti
50.6
形状记忆合金的室温超弹性，使用本发明提供的高同轴度拉伸试验夹具进行循环拉伸试验。合金制成总长32mm、平行段长16mm、平行段截面3
×
1.5mm2的非标准板状拉伸试样，如图4所示，标距依gb/t 228.1取试验包括如下步骤：
59.s1：清理板状拉伸试样与拉伸试验夹具，清理方法包括使用砂纸打磨试样表面至光亮，去除凸点、凹痕，使用酒精擦洗两个夹具组件各部件以去除污物；
60.s2：沿试验滑槽滑动工字形夹头，使限位槽与试验滑槽之间距离足以容纳板状拉伸试样夹持头部，并将板状拉伸试样夹持头部插入限位槽内；如图5所示；
61.s3：控制弹簧缓慢释放直至板状拉伸试样的弧形过渡段与限位块的弧形过渡段完全接触，对照指针与刻度线读数，本实施例读数值5.2mm，与板状拉伸试样夹持头部长度一致；
62.s4：采用与s1-s3完全相同的步骤，将板状拉伸试样另一夹持头部装入夹具主体内，形成夹具-试样组合体，如图6所示。本实施例在步骤s4读数值与步骤s3相等，说明此时试样相对夹具同轴度良好；
63.s5：采用拉伸试验机自带定位销2配合衔接器与拉伸试验机上下顶杆，控制拉伸试验机上顶杆上行或下行，在两个衔接器间留出足够空间以供夹具-试样组合体经定位销与衔接器配合，如图7所示；拉伸试验机自带定位销的材质与夹具主体一样，采用高强钢制成。其作用原本为连接拉伸试验机上下顶杆与配套夹具，现作用为连接拉伸试验机上下顶杆与衔接器；
64.s6：从与上顶杆连接的夹具组件的平行校准槽悬吊铅垂线，使与下顶杆连接的夹具组件的平行校准槽与铅垂线平齐，以确保两个夹具同轴；如图8所示，本实施例悬吊的铅垂线与两个夹具校准槽均平齐；
65.s7：启动拉伸试验机，输出试样的循环应力-应变曲线。得到制成非标准板状拉伸试样的ni
49.4
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50.6
合金的9次循环直至断裂应力-应变曲线如图9所示，测得室温超弹性
ni
49.4
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50.6
合金经8次循环加载后，第9次抗拉强度604mpa。该数据满足且远优于gb/t 24627-2009对镍钛形状记忆合金力学性能的要求，具体是抗拉强度≥551mpa。
66.如图10所示，为获取准确应变值，本实施例于步骤s6、s7之间在非标准板状拉伸试样标距区间挂载引伸计，引伸计刃口张开间距12mm，断后裂纹位于标距区间以内，断口平直且垂直于试样轴线，说明拉应力与试样高度同轴。
67.本实施例采用的一种高同轴度的拉伸试验夹具的应用，同等适用于各种非标准尺寸的金属与陶瓷板状拉伸试样。其原始标距长度lo＝8～16mm、平行段原始宽度bo＝2～4mm、厚度ao＝1～2mm，且满足式中so为板状拉伸试样平行段截面积，即so＝ao×bo
。
68.实施例2：
69.本实施例提供的一种高同轴度的拉伸试验夹具，拉伸试验夹具基于重垂线原理保证两个夹具组件同轴的同时，通过弹簧端圈预压工字形夹头，确保被夹持板状试样相对夹具同轴。在上述双重机制协同作用下，保证所施拉力与板状拉伸试样的高同轴度。
70.如图1所示，高同轴度的拉伸试验夹具包括同轴布置的两个高强钢制夹具组件1，夹具组件1包括夹具主体11、衔接器12和定位销13构成。
71.夹具主体11包括框架111、工字形夹头112、弹簧113、弹簧座114；工字形夹头112安装入框架滑槽内；弹簧113一端圈固连弹簧座114，另一端圈预压工字形夹头112顶面；弹簧座114经螺纹配合与框架111连接。本实施例优选弹簧113一端圈与弹簧座114钎焊固连。
72.衔接器12连接夹具主体11与拉伸试验机，衔接器12与夹具主体11经定位销13配合，衔接器12与拉伸试验机上下顶杆(3、4)配合。本实施例优选在utm5205型电子万能试验机上开展试验。
73.如图1、2所示，框架11的试验滑槽115内限位块的弧形过渡段贴合板状拉伸试样5的弧形过渡段；工字形夹头112中部为符合板状拉伸试样5厚度的限位槽116。
74.如图2、3所示，工字形夹头112由t形滑块117和垫片118，t形滑块117和垫片118经螺钉119连接而成，t形滑块117侧面刻有指针1110，本实施例优选指针1110高度与限位槽116底面齐平，用于指示板状拉伸试样5夹持头部末端位置；垫片118侧面刻有两条平行校准槽1111，以检验两个夹具主体的同轴度。
75.图2中框架111侧面的刻度线1112与t形滑块的指针1110相对照，使测量的长度值与板状拉伸试样5夹持头部长度一致，则可以确保板状拉伸试样5与两个夹具主体11同轴。
76.工字形夹头的限位槽宽1～2mm，以适应各种尺寸的板状拉伸试样，对本实施例优选2mm，以可靠夹持下文所述zro2陶瓷制非标准板状拉伸试样。
77.为测试sps(放电等离子烧结法)制成的zro2陶瓷拉伸强度，使用本发明提供的高同轴度拉伸试验夹具进行拉伸试验。陶瓷样品制成总长40mm、平行段长15mm、平行段截面3
×
2mm2的非标准板状拉伸试样，标距依gb/t 23805取13mm。试验包括如下步骤：
78.s1：清理板状拉伸试样与拉伸试验夹具，清理方法包括使用砂纸打磨试样表面至光亮，去除凸点、凹痕，使用酒精擦洗两个夹具组件各部件以去除污物；
79.s2：沿试验滑槽滑动工字形夹头，使限位槽与试验滑槽之间距离足以容纳板状拉伸试样夹持头部，并将板状拉伸试样夹持头部插入限位槽内；
80.s3：控制弹簧缓慢释放直至板状拉伸试样的弧形过渡段与限位块的弧形过渡段完
全接触，对照指针与刻度线读数，本实施例读数值5.5mm，与板状拉伸试样夹持头部长度一致；
81.s4：采用与s1-s3完全相同的步骤，将板状拉伸试样另一夹持头部装入夹具主体内，形成夹具-试样组合体。本实施例在步骤s4读数值与步骤s3相等，说明此时试样相对夹具同轴度良好；
82.s5：采用拉伸试验机自带定位销2配合衔接器与拉伸试验机上下顶杆，控制拉伸试验机上顶杆上行或下行，在两个衔接器间留出足够空间以供夹具-试样组合体经定位销与衔接器配合；
83.s6：从与上顶杆连接的夹具组件的平行校准槽悬吊铅垂线，使与下顶杆连接的夹具组件的平行校准槽与铅垂线平齐，以确保两个夹具同轴；本实施例悬吊的铅垂线与两个夹具组件平行校准槽均平齐；
84.s7：启动拉伸试验机，输出试样的循环应力-应变曲线。得到制成非标准板状拉伸试样的zro2陶瓷的拉伸应力-应变曲线。
85.为获取准确应变值，本实施例于步骤s6、s7之间在非标准板状拉伸试样侧面挂载引伸计，引伸计刃口张开间距13mm。
86.经过上述过程，本发明成功将zro2陶瓷非标准板状拉伸试样在标距区间内靠近试样中间位置拉断，断口基本垂直于试样轴线，表明所加拉伸载荷与试样高度同轴。试验所得数据可以代表zro2陶瓷的力学性能指标，所得断口形貌能够可靠反映zro2的拉伸断裂机制。
87.对比例1：
88.为比较本发明提供的拉伸试验夹具与试验机配套夹具在拉应力同轴度上的差异，使用试验机配套夹具对4d打印ni
49.4
ti
50.6
形状记忆合金进行循环拉伸试验。加载-卸载程序与实施例1完全相同，即总应变量达3％时卸载，应力降至0时重新加载，如图9所示。合金制成总长32mm、平行段长16mm、平行段截面3
×
1mm2的非标准板状拉伸试样，标距依gb/t 228.1取对比试验包括如下步骤：
89.s1：清理板状拉伸试样与试验机配套夹具，清理方法包括使用砂纸打磨试样表面至光亮，去除凸点、凹痕，使用酒精擦洗以去除污物；
90.s2：旋紧配套夹具上端手柄，对ni
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50.6
形状记忆合金非标准板状拉伸试样上端夹持头部充分施加夹持压力；
91.s3：启动拉伸试验机“快上”或“快下”功能，使试样下端夹持头部适当长度伸入下端配套夹具之内。依s2步相同方法，对试样下端夹持头部施加夹持压力；
92.s4：启动拉伸试验机，输出ni
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50.6
试样的循环加载应力-应变曲线。第1加载-卸载周期结束后，在第2周期加载段试样即断裂，测得抗拉强度仅473mpa，未能达到gb/t 24627-2009提出的力学性能要求。
93.断后试样形貌如图11所示，断口位于标距区间边缘，靠近弧形过渡段，结合循环周次过少、抗拉强度过低等现象综合分析，认为配套夹具所施夹持压力过大，在试样夹持头部附近造成操作损伤。断口明显不与拉伸试样轴线垂直，说明所施加拉应力未能与拉伸试样同轴。综上所述，采用拉伸试验机配套夹具对ni
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50.6
非标准板状拉伸试样的试验结果，不足以用于衡量ni
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50.6
的力学性能，所得断口形貌不能反映ni
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50.6
的循环拉伸断裂机制。
94.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：包括两个夹具组件，夹具组件包括夹具主体、衔接器和定位销，定位销和衔接器固定连接，夹具主体和定位销转动连接；夹具主体设有试验滑槽，试验滑槽内设有预压件，试验滑槽滑移连接有工字形夹头，预压件与工字形夹头接触；夹具主体设有刻度线，刻度线沿工字形夹头在试验滑槽滑移方向分布，工字形夹头设有指针配合刻度线；两个夹具组件的工字形夹头正对设置。2.按照权利要求1所述的一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：工字形夹头包括t型滑块、垫片和螺钉，t型滑块与试验滑槽滑移连接，指针设置在t型滑块上，t型滑块的底部设有向内凹陷的限位槽，试验滑槽为夹具主体底部向内部凹陷设置，限位槽的延伸方向与试验滑槽延伸方向一致；t型滑块的一端设有连接孔，垫片设有螺钉通孔，螺钉穿过螺钉通孔与连接孔连接；两个工字形夹头的限位槽正对设置；预压件与t型滑块接触。3.按照权利要求2所述的一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：试验滑槽为夹具主体底部向顶部凹陷的矩形槽，试验滑槽与夹具主体底部齐平的边沿设有限位块。4.按照权利要求3所述的一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：限位块的数量为两块，两块限位块的一端分别与试验滑槽的两内侧壁固定连接，两块限位块的另一端对齐设置，两块限位块另一端之间的距离小于t型滑块的宽度。5.按照权利要求4所述的一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：两块限位块均设有配合拉伸试样的弧形过渡段。6.按照权利要求2所述的一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：试验滑槽的侧面设有平行校准槽，垫片设有平行校准凸块，平行校准凸块和平行校准槽滑移连接。7.按照权利要求2所述的一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：预压件包括弹簧座和弹簧，弹簧座和试验滑槽固定连接，弹簧的一端与弹簧座固定连接，弹簧的另一端与t型滑块的顶部接触，弹簧的伸缩方向与t型滑块在试验滑槽的滑移方向一致。8.按照权利要求2所述的一种高同轴度的拉伸试验夹具，其特征在于：限位槽的宽为1～2mm。9.一种高同轴度的拉伸试验夹具的使用方法，采用权利要求1-8中任一项所述的拉伸试验夹具，其特征在于，包括以下步骤：s1：清理板状拉伸试样与拉伸试验夹具，清理方法包括使用砂纸打磨试样表面至光亮，去除凸点、凹痕，使用酒精擦洗两个夹具组件各部件以去除污物；s2：沿试验滑槽滑动工字形夹头，使限位槽与试验滑槽之间距离足以容纳板状拉伸试样夹持头部，并将板状拉伸试样夹持头部插入限位槽内；s3：控制弹簧缓慢释放直至板状拉伸试样的弧形过渡段与限位块的弧形过渡段完全接触，对照指针与刻度线读数，使读数值与板状拉伸试样夹持头部长度相等；s4：采用与s1-s3完全相同的步骤，将板状拉伸试样另一夹持头部装入夹具主体内，形成夹具-试样组合体；s5：采用拉伸试验机自带定位销配合衔接器与拉伸试验机上下顶杆，控制拉伸试验机上顶杆上行或下行，在两个衔接器间留出空间以供夹具-试样组合体经定位销与衔接器配合；s6：从与上顶杆连接的夹具组件的平行校准槽悬吊铅垂线，使与下顶杆连接的夹具组件的平行校准槽与铅垂线平齐，以确保两个夹具组件同轴；
s7：启动拉伸试验机，输出板状拉伸试样的应力-应变曲线。10.一种高同轴度的拉伸试验夹具的应用，采用权利要求1-8中任一项所述的拉伸试验夹具，其特征在于：拉伸试验夹具应用于对金属与陶瓷板状拉伸试样进行拉伸试验，金属或陶瓷板状拉伸试样的原始标距长度lo＝8～16mm，金属或陶瓷板状拉伸试样的平行段原始宽度bo＝2～4mm，金属或陶瓷板状拉伸试样的厚度ao＝1～2mm，且满足式中so为金属或陶瓷板状拉伸试样的平行段截面积，即so＝ao
×
bo。

技术总结
本发明涉及一种高同轴度的拉伸试验夹具，包括两个夹具组件，夹具组件包括夹具主体、衔接器和定位销，定位销和衔接器固定连接，夹具主体和定位销转动连接；夹具主体设有试验滑槽，试验滑槽内设有预压件，试验滑槽滑移连接有工字形夹头，预压件与工字形夹头接触；夹具主体设有刻度线，刻度线沿工字形夹头在试验滑槽滑移方向分布，工字形夹头设有指针配合刻度线；两个夹具组件的工字形夹头正对设置。本发明还涉及一种高同轴度的拉伸试验夹具的使用方法、应用。本发明具有试样和应力同轴度高、试样不易发生操作损伤、试验数据准确，属于材料性能测试领域。性能测试领域。性能测试领域。


技术研发人员：张业钦 杨超 刘思沾 龙庭澔 蔡潍锶 宋涛
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/8/14