[实用新型]一种拉伸试验夹具

说明书

技术领域

本发明涉及金属管材塑性成形技术领域，具体是一种拉伸试验夹具。

背景技术

薄壁管数控弯曲精确成形是多参数耦合交互作用下的复杂非线性过程，管材塑性本构参数的准确性是影响管材数控弯曲有限元数值模拟质量的关键因素之一。薄壁管材的塑性本构参数难以从手册直接查得，而且即使对同一牌号、同一规格的管材塑性本构参数也可能存在差异，同时材料的成形性能受到成形模式的影响。目前，大都采用单向拉伸试验法确定管材的塑性本构参数，简单易行。

在拉伸试验国家标准中，管材的材料力学性能参数是通过从管材上直接截取全壁厚纵向弧形试样或整个管段进行单向拉伸试验而获得的。对于大口径厚壁管来说，进行整管拉伸虽然能够保证管材试样在拉伸试验中处于单向应力状态而获得准确的本构关系，但需要大的夹具和很大的液压，试验实施困难。管壁厚度大于0.5mm的管材一般采用纵向弧形试样。由于大部分液压胀形用管材的壁厚都大于0.5mm，因此都将采用纵向弧形试样进行单向拉伸试验。由于弧形试样的两端不是平板状，在试验机上夹持时需压平弧形试样的两端夹持部分，导致在拉伸的过程中管材试样夹持端被夹平而引起管材性能变化，因而得到的力学性能参数与真实值存在较大偏差。另外，在弧形段被夹平的过程中，试样容易发生偏移，造成上下夹具中心线和试样中心线不平行，试样在拉伸过程中产生偏心力，致使拉伸试验获得的材料参数不准确。

发明内容

为了克服管材试样在装夹时容易发生偏移和避免管材试样夹持端被夹平所引起的管材性能变化，本发明提出了一种拉伸试验夹具。

本发明包括两个凸模夹具、两个凹模夹具、上定位板、下定位板、两个凸模垫块和两个凹模垫块；凹模夹具和凸模夹具的外形和结构相同，方向相反。两个凹模夹具、两个凹模垫块、两个凸模夹具和两个凸模垫块组成为一个整体夹具，将两个凸模垫块分别固定在两个凸模夹具的安装面上；将两个凹模垫块分别固定在两个凹模夹具的安装面上，并使凸模垫块的凸弧面与凹模垫块的凹弧面配合成为一对夹具；将上定位板和下定位板分别固定在两个凸模夹具的侧表面上。拉伸试验夹具通过凸模夹具凸缘和凹模夹具凸缘与试验机连接定位；定位板上加工有标尺，根据管材试样夹持端弦长宽度方向的尺寸调整定位板，以保证管材试样中心线与上下夹具的中心线平行。拉伸试验夹具通过凸模夹具凸缘和凹模夹具凸缘与试验机连接定位。

所述的在凹模夹具的平面上有凹模垫块的安装孔，在凸模夹具的平面上有凸模垫块的安装孔；在凹模夹具和凸模夹具的一侧表面分别有下定位板的安装孔。

所述的凹模夹具和凸模夹具的另一个表面为阶梯面，分别形成了凹模夹具凸缘和凸模夹具凸缘。

所述的凹模垫块的一个表面为平面，另一个表面中部为凹弧面；凹模垫块的圆弧半径与管材试样外径一致；凹弧面上加工有齿纹，在凹模垫块上的安装孔与凹模夹具上的安装孔对应。凸模垫块的一个表面为平面，另一个表面中部为凸弧面，凸模垫块的圆弧半径与管材试样内径一致；凸弧面上加工有齿纹，并且该凸弧面的曲率与外形同凹模垫块的凹弧面的曲率与外形一致。

本发明通过一对有弧形齿面的凹模垫块和凸模垫块将管材试样牢牢地卡在两夹头之间，避免了管材试样受负载后打滑；

本发明是一种适用于管材试样的拉伸试验夹具。通过一对有弧形面的凹模垫块和凸模垫块将管材试样牢牢地卡在两夹头之间，避免管材试样夹持端在被夹平后所产生的偏心距。本发明中，采取两个上下位置一致的定位板，根据管材试样夹持端弦长方向宽度调整定位板的位置，确保管材试样和整体夹具的同心轴在竖直方向上，且试验机夹具对管材试样的作用力是单一方向上的拉力，以避免在管材试样上产生一个附加弯矩，从而影响管材试样的均匀单向拉伸。

本发明中相互配合的一对凹模垫块和凸模垫块均为弧形齿面，通过该弧形齿面避免了管材试样夹持端被夹平所引起的管材性能变化，从而能够更为准确地测试管材的拉伸性能，为材料与模具设计加工、有限元仿真提供真实可靠的材料力学性能参数。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的拉伸夹具总装配示意图。

图2是本发明的拉伸夹头的结构示意图。

图3是本发明的拉伸夹头的装配示意图。

图4是本发明的凸模夹具的装配示意图。

图5是本发明的凹模夹具的装配示意图。

图6是本发明的凹模垫块的剖面示意图。图中：

1.凸模垫块  2.凹模夹具  3.凸模夹具  4.上定位板  5.管材试样  6.下定位板7.螺钉  8.凹模垫块  9.凸模夹具凸缘  10.凹模夹具凸缘  11.标尺  12.中心线

具体实施方式