[发明专利]一种可测量变形的陶瓷高温弯曲试验夹具系统

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷力学试验装置领域，具体地，涉及一种可测量变形的陶瓷高温弯曲试验夹具系统。

背景技术

在材料性能试验手段中，弯曲试验是表征脆性材料及某些低塑性材料力学性能的一种重要方法。陶瓷材料在弯曲过程中，变形量小，难以测量，通常的弯曲试验仅测量陶瓷断裂时的载荷，相应的弯曲试验夹具系统无法对陶瓷材料弯曲过程发生的变形量进行测量。而在计算陶瓷材料的本构方程，推导陶瓷材料的物理性质时，变形量是必须的参数，因此，测量陶瓷材料弯曲过程中的变形量具有重要的工程意义。

一般的弯曲试验夹具都包括压头和支座。压头为施力构件，支座是由底座，支辊、连接板等组成的一体化构件，支座上两个对称的支辊支撑着陶瓷试样。在试验过程中，需将陶瓷试样水平放置在支辊上，试样方向与支辊方向垂直，并在竖直方向与压杆压头保持垂直。通常的陶瓷试验夹具仅能提供支撑作用，现有的夹具能提供对中和夹持功能，但仍然无法对陶瓷高温三点弯曲过程的变形量进行测量。

发明内容

本发明提供了一种可测量变形的陶瓷高温弯曲试验夹具系统，为了测量陶瓷材料在高温弯曲试验过程中的变形，同时也可用于常温弯曲试验变形的测量。本发明设计的试验夹具系统解决了陶瓷材料高温弯曲试验中环境温度高、材料变形量难以测量的问题，同时其采用常温引伸计测量高温环境下的陶瓷变形，具有较高的经济价值。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种可测量变形的陶瓷高温弯曲试验夹具系统，所述系统包括：

夹具和变形测量系统，夹具将陶瓷材料样品进行夹持固定，在施加变形压力后将变形量传递给变形测量系统，通过变形测量系统计算出陶瓷材料样品的变形量；其中，变形测量系统中的引伸计外设有隔热屏，隔热屏内设有冷却循环水。

其中，测量环境处于在高温真空环境箱中，但引伸计位置远离高温区域，上端有隔热屏保护，周围有循环水冷却，引伸计周围温度并不高，因此使用常温引伸计即可完成对高温变形量的测量。

进一步的，夹具包括：底座、第一垫块、第一夹板、第二夹板、第二垫块、上压杆、下顶杆、引伸杆；其中，底座上表面从左到右依次固定有：第一垫块、第一夹板、第二夹板、第二垫块，第一夹板与第二夹板之间的测量间隙夹持有上压杆、第一夹板与第二夹板上开设有用于陶瓷材料样品穿过的水平固定孔，底座下端与下顶杆上端连接，底座与下顶杆均开设有变形测量通道，引伸杆位于变形测量通道内，变形测量通道的中心线与测量间隙的中心线重合。

其中，在测量时，首先将陶瓷材料样品穿过的水平固定孔，然后利用上压杆施加压力进行测量，变形量通过引伸杆传递到变形测量系统计算出变形量。

其中，变形测量通道内设有石墨环。起导向并减少变形传导摩擦的作用。

其中，变形测量通道内设有导向套。利用导向套便于引伸杆的导向移动。

其中，下顶杆包括上下两部分，上下两部分通过接头进行连接。

其中，变形测量系统包括：顶板、引伸计、光栅定位套、托盘、导杆、支撑弹簧；其中，顶板左端与引伸杆右侧连接，引伸杆下端与引伸计连接，引伸计与光栅定位套连接，光栅定位套与托盘连接，导杆上端与顶板右端连接，导杆下端与托盘连接，导杆外设有支撑弹簧。

其中，导杆和支撑弹簧对顶杆起支撑作用，主要用于抵消引伸杆的重力，减少对引伸计测量的干扰。引伸计可以采用侧引线光栅,精度可达1μm,量程可达12mm，主要用于完成对变形量的测量。尽管引伸计仍处于在高温真空环境箱中，但其位置远离高温区域，上端有隔热屏保护，周围有循环水冷却，引伸计周围温度并不高，因此使用常温引伸计即可完成对高温变形量的测量。光栅定位套主要用于引伸计的定位，托盘主要用于支撑和固定导杆。

其中，所述夹具包括2个上压杆。进行四点弯曲试验时，仅需修改夹具顶部限位，将上压杆由1根变为2根即可。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明可以有效地配合陶瓷材料高温弯曲试验，获得陶瓷材料的实时变形量。依靠底座设计限制试样位置，确保试样处于弯曲试验状态，获得准确的弯曲试验跨距，同时借助变形测量系统，在不影响试样的弯曲试验状态和高温真空环境的条件下，提供了对试样变形的实时测量。利用该夹具配合变形引伸杆，能够有效地避免高温对引伸计的影响，获得陶瓷材料在高温弯曲试验的实时变形量。该夹具系统结构简单，对符合GB 14390-2008-T《精细陶瓷高温弯曲强度试验方法》的陶瓷弯曲标准试样都能测量弯曲过程中的变形。夹具安装便捷，具有较大的实用性。

附图说明