[发明专利]高压氢环境材料试验机疲劳试验夹具

说明书

技术领域

本发明属于材料力学性能测试设备，特别涉及一种高压氢环境材料试验机疲劳试验夹具。

背景技术

高压氢气环境下材料力学性能测试设备主要采用在现有试验机主机上对接高压氢环境箱的形式。为减少氢气使用量，高压氢环境箱的设计空间较少，难以采用液压夹具夹持试样。若直接采用螺纹连接的普通夹具，容易产生不对中现象，试样所受附加弯矩大，严重影响试验结果的真实度。

目前已有文献提出的提高试样对中性的改进型夹具，主要是针对拉伸试验，对于疲劳试验则较小，甚至有些结构庞大复杂、安装要求高，不适用于空间较小的氢环境箱内应用。虽然ZL94236615.8高频疲劳试验机轴向疲劳试验夹具，提出具有球面且中心孔带有螺纹的芯子与球面铰支座和试样之间形成回转副结构的夹具能适用于氢环境箱内疲劳试验试样的自动对中，但该结构中由于试样与球面芯子之间采用螺纹连接，而螺纹结构在拉压载荷反复作用下，容易出现松动，引起试样夹持不紧固，最后导致对中性能变差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提出一种高压氢环境材料试验机疲劳试验夹具，在拉压疲劳载荷作用下自动实现试样的对中以及确保试样夹持的紧固性。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种高压氢环境材料试验机疲劳试验夹具，包括上夹具和下夹具两部分；上夹具与下夹具均分别包括支座、连接盘、连接杆、锁紧件和底盘，其中：支座中心开有通孔，外周开有用于与试验机连接的螺钉孔，且在一端向内开设球面型腔体，另一端向外开有球型曲面；连接盘一端向内开设与支座的球型曲面相配合的球面型腔体，且在该端中心位置开有螺纹孔，另一端则开有带中心凹槽的定位凸台，且在定位凸台的外周开有螺钉孔；连接杆依次包括依次连接的球冠状本体、光滑圆柱和螺纹圆柱三个部分，球冠状本体的外表面与支座的球面型腔体表面的形状相配合，螺纹圆柱用于接至连接盘的中心螺纹孔；底盘为中心开通孔、外周开有螺钉孔的圆盘，其一端开有带台阶的用于与连接盘的定位凸台相配合的凹槽；上夹具各部件的装配方向与下夹具是上下对称的。

本发明中，所述连接杆的球冠本体在其底部的平面端开有内六角凹槽，用于锁紧部件。

本发明中，所述支座在球面型内腔一端开有与外部相通的缺口，用于内六角扳手从外部伸入内腔锁紧连接杆。

本发明中，所述连接盘的定位凸台与底盘的凹槽所形成的空腔，其轴向深度小于锁紧件的轴向高度，所述空腔与锁紧件之间为径向过渡配合，能使锁紧件被紧嵌在空腔里。

本发明中，所述锁紧件包括两个中心开有带凸台通孔的半圆柱体，分别开有水平方向的螺钉孔；两个半圆柱体对向布置并通过螺钉组合成一体，锁紧件内嵌于连接盘的定位凸台与底盘的凹槽所形成的空腔里。

本发明中，所述连接杆的球冠本体、光滑圆柱和螺纹圆柱三个部位是一体的，通过车削加工制得。

本发明的有益效果在于：

适用于高压氢环境下试件承受脉动拉伸、不对称拉伸、脉动压缩、不对称压缩、对称拉压、不对称拉压的疲劳试验，且在试验全程夹具所含的螺纹结构具有只需承受拉伸载荷的设计效果，避免螺纹结构在循环拉压载荷下的松动现象，从而既能实现试样的自动对中又能实现试样的紧固夹持，提高试验数据准确性。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为支座的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为连接杆的结构示意图；

图5为连接盘的结构示意图；

图6为锁紧件的结构示意图；

图7为图6的俯视图。

图中各部分说明如下：上支座1、上连接盘2、上底盘3、试样4、下底盘5、下连接盘6、下支座7、下连接杆8、螺钉9、下锁紧件10、小螺钉11、螺钉12、螺钉13、小螺钉14、上锁紧件15、螺钉16、上连接杆17。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式加以阐述。