[实用新型]一种超声波疲劳试样的拆装夹具

说明书

本实用新型提供一种超声波疲劳试样的拆装夹具，以解决现有的夹具无法夹持直径变化的试样，以及试样夹紧后难以与夹具脱离的问题。超声波疲劳试样的拆装夹具包括夹持孔，所述夹持孔由至少三个可分离的第一夹持面围成，各第一夹持面均为圆弧面，各圆弧面的圆心角均小于180°。上述超声波疲劳试样的拆装夹具，能够根据需要调整各第一夹持面之间的距离，进而能够夹持不同直径的试样，且至少三个第一夹持面共同夹持试样，与通过两个夹持面夹持相比，试样不易卡在第一夹持面上，工作人员可以方便的取下试样。

技术领域

本实用新型涉及一种测试工具，具体涉及一种应用于材料分析测试领域，能够对材料试样进行夹持的夹持工具。

背景技术

疲劳破坏是现代工程构件的主要失效形式之一，尤其是高强度材料的疲劳断裂，疲劳断裂往往发生的非常突然，容易导致重大灾难性事故，据统计，疲劳断裂引发的工程失效事故占总事故的80％以上。

现有技术中，部分机械设备的寿命和强度要求低，可使用低碳钢等金属材料制备，且设计时，当构件经过10⁷周次循环而不断裂损伤时，便认为它不再发生断裂。但随着工业科技的进步，航天、汽车、机械等领域对部分构件的疲劳寿命提出了更高的要求，实际要求构件达到10⁸周次循环以上时不断裂损伤，有时甚至要求10¹¹周次循环。现有的常规疲劳试验机，频率上限一般为50Hz左右，测试10⁹周次循环试验需要230天，而超声疲劳试验机能以20kHz的重复频率快速测试金属材料的疲劳寿命，同样10⁹周次循环试验只需要14h，可以大大降低实验时间和费用，测试评价材料在超高周次循环下的疲劳性能，再现微小缺陷产生的疲劳破坏。

现有的超声波疲劳振动系统如图1所示，主要由超声波频率发生器、压电换能器、振幅放大器、光纤传感器组成。试验过程中，换能器可将激振电源产生的高频电信号转换为同频率的机械振动，然后通过振幅放大器进行放大，产生的谐振波加载于试样，使试样轴向形成拉－压对称循环荷载。试样一端与放大器相连，另一端处于自由状态。超声疲劳试验中广泛采用的试样有等截面圆柱状、变截面圆柱状、矩形薄板状试样，其中又以变截面圆柱状试样最常见，试样一端的直径通常为10mm。

对疲劳试样加工，抛光后，进行疲劳试验时，将试样带有外螺纹的一端安装在放大器上。如果使用手直接进行旋转安装，一方面很难紧固试样，试样与放大器间的螺纹连接不够牢固，会导致试样无法产生共振，甚至会破坏超声疲劳试验机的频率发生器，另一方面对镁合金等容易氧化的活泼金属，手上的汗液会造成抛光后试样的氧化和污染。

图2为目前岛津USF-2000超声波疲劳试验机配带的试样夹具，夹具材质为灰铸铁，夹具硬度较小，以减轻对试样表面产生损坏。中间为中空结构，用来夹持试样带有外螺纹一端；夹具通过夹具一端的螺栓顶力达到对试样的紧固目的。但由于试样加工中不可避免存在加工误差，往往加工后的试样圆柱端略微超过或略微小于10mm，对于这种情况，超过尺寸的试样很难放入夹具内，小于尺寸的试样又难以夹紧，只能通过加大螺栓的顶力勉强夹住，但是在卸掉螺栓后，由于夹紧力太大，夹具硬度较小，夹具发生变形，难以把夹具从试样上脱离，而且紧力过大，容易对试样表面造成损伤。

实用新型内容

现有技术中超声波疲劳试验机配带的试样夹具具有以下问题：超过尺寸的试样很难放入夹具内；小于尺寸的试样又难以夹紧，只能勉强夹住，但是在卸掉螺栓后，由于夹紧力太大，夹具发生变形，难以使夹具和试样脱离，而且夹紧力过大，容易对试样表面造成损伤。为了解决上述问题，本实用新型提供一种使用更方便的超声波疲劳试样的拆装夹具。

本实用新型提供的超声波疲劳试样的拆装夹具，包括夹持孔，所述夹持孔由至少三个可分离的第一夹持面围成，各第一夹持面均为圆弧面，各圆弧面的圆心角均小于180°。

优选的，所述拆装夹具包括夹持部，所述夹持部包括夹装基座，夹装基座整体呈V形，夹装基座上部的V形槽用于夹持试样，夹装基座的下部与手柄相连接。