[实用新型]一种薄板动态拉伸力学性能测试夹持装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种材料动态拉伸力学性能测试夹持装置，特别是一种能够在霍普金森压杆实验设备上实现薄板拉伸加载的试样夹持装置，属于材料性能测试领域。

背景技术

霍普金森压杆实验装置是目前广泛使用的研究在10²～10³s^-1数量级的应变率加载条件下材料动态变形及断裂行为的一种实验装置。但是，为了在整个实验过程中保持一维应力波条件，霍普金森压杆实验装置通常用于测试材料的动态压缩性能，而材料的动态拉伸性能的测试需要在霍普金森拉杆实验装置上进行。霍普金森拉杆实验装置相对于压杆实验装置在结构上有较大的变化，如，需要使用更大直径的工作杆系统，需要使用套筒结构等。对于大多数实验室具备的小直径工作杆的霍普金森压杆实验装置，无法经过简单的设备改造使其变为拉杆试验装置。对于薄板试样，由于夹持端无法加工出螺纹，无法采用该装置的结构。因此，有必要提供一种成本较低、操作简便的能够在小直径霍普金森压杆实验装置上实现对薄板试样拉伸加载的夹持装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种成本较低、操作简便的能够在小直径霍普金森压杆实验装置上实现对薄板拉伸加载的试样夹持装置。

一种薄板动态拉伸力学性能测试夹持装置，该装置包括两个夹持块和夹持块套筒；待测试样采用不含销孔的平板拉伸试样，所述的待测试样夹在两个夹持块中间组成装配体，两个夹持块分别卡住待测试样的两个夹持端过渡圆弧，所述的装配体穿过夹持块套筒，所述的夹持块套筒放置于所述装配体长轴向的中心处。

待测试样为不含销孔的平板拉伸试样，所述的待测试样包括工作段和其两端的夹持端，所述的夹持端设有过渡圆弧，夹持端通过过渡圆弧与工作段连接。

所述的夹持块为长方体，在一端附近、沿长轴向设置两个凸台；优选的，在距离一端约5-15mm处、沿长轴向设置有两个凸台。

凸台的厚度小于待测试样的厚度；优选的，凸台的厚度比待测试样的厚度小约0.2mm。凸台沿长轴向的长度5-15mm。

凸台的一端设有圆弧；两个凸台的内侧轮廓线与待测试样夹持端的过渡圆弧与工作段的连接线(包括过渡圆弧)一致。

两个夹持块与待测试样组合完毕后，所述的装配体垂直于长轴向的横截面最大宽度、高度均不大于所使用的霍普金森压杆实验装置的工作杆直径。夹持块的总长度为试样总长度、待测试样预估最大塑性变形长度和预留长度的和，其中预留长度为10～20mm。

所述的夹持块套筒，总长度约5-15mm；内孔的宽度、高度，分别比两个夹持块及待测试样的装配体垂直于长轴向的横截面最大宽度、高度大0.2mm。

参照常规的圆柱形动态压缩试样的安装方法，将本实用新型的夹持装置安装于霍普金森压杆实验装置的入射杆和透射杆之间，进行常规动态压缩试验，即实现将压缩载荷转化为拉伸载荷。

本实用新型的优点：

(1)不更改霍普金森压杆实验装置结构的情况下，在小直径工作杆系统上实现对薄板试样的拉伸加载；并可根据霍普金森压杆实验装置的工作杆直径对本实用新型装置的尺寸进行缩放，具有良好的适用性。

(2)可使用国家及国际静态拉伸试验相关标准规定的平板拉伸试样，通用性好。试样不使用销孔，可以避免薄板销孔试样拉伸时，由于引入销孔带来的扭曲变形问题。

(3)结构简单，可批量制造，有利于提高实验效率。

(4)独立于霍普金森压杆实验装置之外，损耗或损坏后易于更换。

附图说明

图1为本实用新型装置的分解视图。

主要附图标记：

1 夹持块a 2 夹持块b

3 夹持块套筒4 待测试样

具体实施方式

本实用新型提供了一种成本较低、操作简便的能够在小直径霍普金森压杆实验装置上实现薄板试样拉伸加载的夹持装置，下面对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，为本实用新型装置的分解视图，本实用新型的薄板动态拉伸力学性能测试夹持装置包括夹持块a 1、夹持块b 2、夹持块套筒3。

待测试样4采用不含销孔的平板拉伸试样，待测试样4包括工作段和其两端的夹持端，夹持端设有过渡圆弧，夹持端通过过渡圆弧与工作段连接。试样总长度33mm，试样厚度2mm，工作段宽度3mm，工作段长度20mm，过渡圆弧半径1.5mm，夹持端长度10mm。本具体实施例中，待测试样4为钛合金，该试样预估最大塑性变形长度为5mm。