[发明专利]一种蠕变压缩实验装置

说明书

本发明提供了一种蠕变压缩实验装置，包括用于连接在蠕变试验机上下两根拉伸杆之间的安装架，安装架包括上压块与下压块，上压块上设置有螺纹孔A，下压块上设置有与螺纹孔A同轴的锥孔，试样一端固定在螺纹孔A中，另一端通过锥形定位器的锥头定位在锥孔中，当锥头与锥孔匹配时，螺纹孔A、锥头、锥孔及试样均同轴。本发明通过锥形定位器的圆锥面接触实现自定位功能，可使试样在单轴压缩过程中保持良好的对中性，降低了试样失稳变弯的可能。本发明还通过反向布置的引伸杆，以经预压缩的传感器测量头在复位过程中发生的回弹位移量作为试样的压缩蠕变形变量，有效的避免了传感器测量头超行程、损坏位移传感器这一情况的发生。

技术领域

本发明涉及蠕变实验设备，尤其是一种蠕变压缩实验装置。

背景技术

随着航空工业的快速发展，对飞机性能的要求不断提高，原有的变形加工技术(滚弯，拉形等)远不能满足复杂壁板(高筋，蒙皮一体化)的制造要求，蠕变时效成形技术应运而生。蠕变时效成形技术在实现构件成形中会存在拉压不对称问题，为了确保构件成形精度、强度好，抗腐蚀性能高等，需要研究与构件材质相同的试样的蠕变拉压性能。

为开展蠕变压缩试验，已有方案如下：

授权的实用新型专利CN 206990327U提供了单向拉伸蠕变试验机用压缩夹具，该方案利用现有的单向拉伸蠕变试验机实现了材料压缩蠕变性能测试，此法适合粗短，径高比大的试样的蠕变性能测试，但细长、端面不平的试样测试存在较大局限性，该发明对于试样加工精度要求高，必须保证试样两端的平行度，力施加在压头上，与试样轴线重合度较差，通过压头位移近似表示蠕变量的测试精度不高。授权的实用新型专利CN 204422329U公开了一种机械式拉伸蠕变试验机上的压缩夹具，该发明能够在已有的机械式拉伸蠕变持久试验机上完成压缩蠕变试验，试样一端与调整球头接触，试样两端平行度不高时球头平面不水平，力与轴线不水平，且球面接触不限制旋转，压缩试验中试样易弯曲。授权的实用新型专利CN 207147874U中涉及一种在电子万能实验机上测试压缩蠕变时效的夹具，该夹具开展实验时试样本身无需夹持，只需放入夹试样处即可，使用简便，但该夹具仅适用于线性试样，对于两端带有外螺纹的棒状试样夹持精度不够，易破坏螺纹，对于后续开展的实验有影响，且该夹具结构较复杂，实验操作空间较小，安装试样不易且对温度场分布有较明显影响，不利于在蠕变机中开展蠕变实验。授权的发明专利CN 107063851A中公开了一种高温压缩夹具，该专利提供了一种用于高温环境下，测试材料压缩性能指标的试验夹具，通过交叉连接的上下压缩体，将拉力转化成压力，实现了用拉伸方式进行压缩性能测试，但该夹具试样两端未固定，易产生滑动导致试样压弯，且开展实验时需将整个夹具拆卸，实际操作不方便，并且频繁拆卸将对夹具本身产生较大影响，缩短使用寿命。授权实用新型专利CN203798673U提供了一种用于高温环境下，测试材料压缩性能指标的试验夹具，该夹具利用相对运动原理实现了将材料的拉伸性能测试转化为压缩性能测试的方法，通过拉杆带动压块挤压在一起实现对试样的压缩，此夹具进行细长状棒状样实验时无法实现对中，试样两端无夹紧装置，无法准确测量蠕变实验的位移，并且试样较长时夹具腔体和通孔加工难，成本高，精度难以保证，对于对位移精度要求高的蠕变实验结果影响很大。

授权的发明专利CN 104374646A公开了一种机械式蠕变引伸计，提供一种新的引伸计，可以装夹不同直径及不同标距的棒材试样，此发明在进行蠕变拉伸试验时通用性好，测量精度高，但是开展压缩实验时，试样的压缩量转变为传感器测头的压缩量，当试样失稳变弯后，压缩量会迅速增加，超过测量头行程，造成高精密位移传感器的损坏。授权的实用新型CN 201016904Y公开了一种金属室温蠕变试验工装，可以测量出蠕变试样的伸长量，工作过程稳定，体积小，但是该工装需与试样处于相同环境下，仅适用于室温条件下，无法开展高温蠕变试验，且试样失稳破坏时，精密位移传感器会受损。授权的实用新型CN207703621U涉及一种用于蠕变试验的快速装夹引伸装置，通过简单的操作，可满足试验装配要求，提高了装夹速度，但是开展压缩实验时，由于高精密位移传感器位于试样两旁，试样失稳弯曲会导致传感器超行程，进而导致高精密位移传感器的损坏。