一种拉伸试验用夹具及拉伸试验中拉伸试样的固定方法

技术领域

本发明涉及夹具领域，具体而言，涉及一种拉伸试验用夹具及拉伸试验中拉伸试样的固定方法。

背景技术

从工程应用和成本的角度分析，目前按照传统试验方法测试金属材料的力学特性需要大量重复性试验，然而常规试样的尺寸偏大，会导致金属试样原材料的大量浪费。减小试样尺寸有利于节约金属原材料，从而减少成本。因此，微小试样微拉伸试验法可节约原材料，做到最大限度利用金属原材料。

微小试样微拉伸试验法属于一种新型测试方法，其采用的试样尺寸偏小，有利于评价局部区域对材料力学特性的影响，同时，小试样微拉伸试验法还可以做到无损地在役设备进行取样测试、安全评估。此方法可以用于测量材料的弹性极限、伸长率、拉伸强度、屈服强度、高温下的蠕变性能等，有望被广泛应用于各个工业领域。

小试样微拉伸试验法虽然拥有诸多应用优点，但是小拉伸试验在实际过程中仍旧面临着以下问题：(1)微小试样过小的尺寸会导致拉伸试验中试样夹持部分过小，这对夹持部分拉伸所用夹具提出了较高的要求；(2)微小试样过小的尺寸会导致拉伸装样过程中，容易造成试样加偏、加歪、不平直等情况的出现，这些均对试验结果的准确性造成了影响；(3)微小型试样在拉伸过程中，因为较小的拉伸尺寸，人为操作的不稳定及操作流程等不同，对实验结果多少也存在一些差异；(4)微小型试样由于其较小的尺寸，不能适合现有市场普遍型的拉伸试验机。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种拉伸试验用夹具，旨在更便捷地对拉伸试样进行固定，提升人为操作的稳定性，进而提高试验结果的准确性。

本发明的第二目的在于提供一种拉伸试验中拉伸试样的固定方法，其操作方便，减少了因人为操作的稳定性问题对试验结果的影响。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明实施例提供了一种拉伸试验用夹具，用于固定拉伸试样，包括用于固定拉伸试样一端的第一夹持组件和用于固定拉伸试样相对的另一端的第二夹持组件；

第一夹持组件和第二夹持组件均包括第一夹持外板、与第一夹持外板相对设置的第二夹持外板和位于第一夹持外板和第二夹持外板之间的夹持内板，第一夹持外板、第二夹持外板和夹持内板均具有用于被拉伸机自带夹具夹紧的第一端和与第一端相对的第二端，从第一端至第二端的延伸方向为长度方向，夹持内板在长度方向上延伸的距离小于第一夹持外板和第二夹持外板在长度方向上延伸的距离，以在第一夹持外板和第二夹持外板的第二端形成用于固定拉伸试样的容置空间。

在本发明较佳的实施例中，还包括第一固定柱和第二固定柱，第一夹持外板、第二夹持外板和夹持内板靠近第一端的板面上均设置有连接孔，第一固定柱依次穿过第一夹持组件上的连接孔，以使第一夹持组件在第一端进行固定；第二固定柱依次穿过第二夹持组件上的连接孔，以使第二夹持组件在第一端进行固定。

在本发明较佳的实施例中，第一固定柱和第二固定柱的长度均小于第一夹持外板、第二夹持外板和夹持内板的厚度之和。

在本发明较佳的实施例中，第一夹持外板、第二夹持外板和夹持内板上的连接孔均为至少两个，第一固定柱和第二固定柱的数量与对应的连接孔的数量相适应。

在本发明较佳的实施例中，还包括第一悬挂柱和第二悬挂柱，拉伸试样的两端板面上均设置有试样悬挂孔，第一夹持外板和第二夹持外板靠近第二端的板面上分别设置有与试样悬挂孔相配合的第一夹具悬挂孔和第二夹具悬挂孔；第一悬挂柱依次穿过第一夹持组件上的第一夹具悬挂孔、拉伸试样上的试样悬挂孔和第一夹持组件上的第二夹具悬挂孔，以使拉伸试样的一端悬挂于第一夹持组件的容置空间内；第二悬挂柱依次穿过第二夹持组件上的第一夹具悬挂孔、拉伸试样上的试样悬挂孔和第二夹持组件上的第二夹具悬挂孔，以使拉伸试样的另一端悬挂于第二夹持组件的容置空间内；

优选地，夹持内板的厚度大于拉伸试样的厚度。

在本发明较佳的实施例中，第一悬挂柱和第二悬挂柱均为螺纹柱，试样悬挂孔、第一夹具悬挂孔和第二夹具悬挂孔均为与螺纹柱相配合的螺纹孔。

在本发明较佳的实施例中，第一悬挂柱和第二悬挂柱的长度均大于第一夹持外板、第二夹持外板和夹持内板的厚度之和。

在本发明较佳的实施例中，还包括第一固定螺母和第二固定螺母，第一固定螺母和第二固定螺母均为两个，且两个第一固定螺母用于安装于第一悬挂柱的两端，两个第二固定螺母用于安装于第二悬挂柱的两端。

在本发明较佳的实施例中，第一悬挂柱的长度大于第一夹持外板、第二夹持外板、夹持内板和两个第一固定螺母的厚度之和；第二悬挂柱的长度大于第一夹持外板、第二夹持外板、夹持内板和两个第二固定螺母的厚度之和。

本发明实施例还提出一种拉伸试验中拉伸试样的固定方法，其采用上述拉伸试验用夹具进行拉伸试样的固定；优选地，固定方法包括：将第一夹持组件和第二夹持组件的第一端夹持在拉伸机自带夹具中，将拉伸试样的两端分别固定在第一夹持组件和第二夹持组件的容置空间内；优选地，拉伸试样为微拉伸试验中的微小试样。

本发明实施例的有益效果包括：本发明实施例中，通过第一夹持组件和第二夹持组件将拉伸试样的两端进行夹持，第一夹持组件和第二夹持组件均由第一夹持外板、第二夹持外板和夹持内板组成，利用长度更小的夹持内板在第二端形成用于固定拉伸试样的容置空间。在使用时，将第一夹持组件和第二夹持组件的第一端夹持在拉伸机自带夹具中，将拉伸试样的两端分别固定在第一夹持组件和第二夹持组件的容置空间内。本发明实施例中的夹具避免了直接将拉伸试样夹持在拉伸机上所导致的加偏、加歪、不平直等情况的出现，提升人为操作的稳定性，进而保证拉伸试验结果的准确性。

特别指出的是，本发明实施例中的拉伸试验用夹具，特别适用于微拉伸试验的中，用于夹持小型试样。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中提供的拉伸试验用夹具的结构示意图；

图2为图1中拉伸试验用夹具的爆炸图；

图3为图1中拉伸试验用夹具使用状态图。

图标：100-拉伸试验用夹具；10-拉伸试样；11-试样悬挂孔；110-第一夹持组件；120-第二夹持组件；111-第一夹持外板；112-第二夹持外板；113-夹持内板；200-拉伸机自带夹具；001-第一端；002-第二端；003-容置空间；1141-第一固定柱；1142-第二固定柱；115-连接孔；1161-第一悬挂柱；1162-第二悬挂柱；1171-第一夹具悬挂孔；1172-第二夹具悬挂孔；1181-第一固定螺母；1182-第二固定螺母。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1和图2，本实施例提供了一种拉伸试验用夹具100，其用于在拉伸试验中固定拉伸试样10，具体包括用于固定拉伸试样10一端(如顶端)的第一夹持组件110和用于固定拉伸试样10相对的另一端(如底端)的第二夹持组件120。

第一夹持组件110和第二夹持组件120的具体结构可以大致相同，在一些实施例中可以是对称设置的。第一夹持组件110也可以称为上夹持组件，第二夹持组件120也可以称为下夹持组件。

进一步地，第一夹持组件110和第二夹持组件120均包括第一夹持外板111、与第一夹持外板111相对设置的第二夹持外板112和位于第一夹持外板111和第二夹持外板112之间的夹持内板113；第一夹持外板111、第二夹持外板112和夹持内板113均具有用于被拉伸机自带夹具200夹紧的第一端001和与第一端001相对的第二端002，从第一端001至第二端002的延伸方向为长度方向，夹持内板113在长度方向上延伸的距离小于第一夹持外板111和第二夹持外板112在长度方向上延伸的距离，以在第一夹持外板111和第二夹持外板112的第二端002形成用于固定拉伸试样10的容置空间003。

在使用时，请参照图2和图3将第一夹持组件110和第二夹持组件120的第一端001夹持在拉伸机自带夹具200中，将拉伸试样10的两端分别固定在第一夹持组件110和第二夹持组件120的容置空间003内。本发明实施例中的夹具避免了直接将拉伸试样10夹持在拉伸机上所导致的加偏、加歪、不平直等情况的出现，提升人为操作的稳定性，进而保证拉伸试验结果的准确性。

一般而言，拉伸机自带夹具200的夹持面为平面，通过该夹持面将第一夹持组件110和第二夹持组件120的第一端001夹持，而不是直接将拉伸试样10进行夹持，操作便捷，能够提高微拉伸试样10的拉伸试验工作效率及实验结果准确性。

在本发明较佳的实施例中，拉伸试验用夹具100还包括第一固定柱1141和第二固定柱1142，第一夹持外板111、第二夹持外板112和夹持内板113靠近第一端001的板面上均设置有连接孔115，第一固定柱1141依次穿过第一夹持组件110上的连接孔115，以使第一夹持组件110在第一端001进行固定；第二固定柱1142依次穿过第二夹持组件120上的连接孔115，以使第二夹持组件120在第一端001进行固定。第一固定柱1141、第二固定柱1142和连接孔115的具体形状不限，可以为圆柱形和圆形孔，固定柱和连接孔115的尺寸是配合的，使固定柱穿入连接孔115之后位置能够固定，不容易左右移动。

在本发明较佳的实施例中，第一固定柱1141和第二固定柱1142的长度均小于第一夹持外板111、第二夹持外板112和夹持内板113的厚度之和。这样能够保证第一夹持外板111和第二夹持外板112的外表面为平面，没有凸起结构，便于拉伸机自带夹具200的夹持。

在本发明较佳的实施例中，第一夹持外板111、第二夹持外板112和夹持内板113上的连接孔115均为至少两个，第一固定柱1141和第二固定柱1142的数量与对应的连接孔115的数量相适应。在一些实施例中，可以为图中的两个，能够进一步提升固定的稳固性，防止在试验过程中发生松动。

在本发明较佳的实施例中，还包括第一悬挂柱1161和第二悬挂柱1162，拉伸试样10的两端板面上均设置有试样悬挂孔11，第一夹持外板111和第二夹持外板112靠近第二端002的板面上分别设置有与试样悬挂孔11相配合的第一夹具悬挂孔1171和第二夹具悬挂孔1172；第一悬挂柱1161依次穿过第一夹持组件110上的第一夹具悬挂孔1171、拉伸试样10上的试样悬挂孔11和第一夹持组件110上的第二夹具悬挂孔1172，以使拉伸试样10的一端悬挂于第一夹持组件110的容置空间003内；第二悬挂柱1162依次穿过第二夹持组件120上的第一夹具悬挂孔1171、拉伸试样10上的试样悬挂孔11和第二夹持组件120上的第二夹具悬挂孔1172，以使拉伸试样10的另一端悬挂于第二夹持组件120的容置空间003内。本发明实施例中拉伸试样10的固定方法简便易行，其不直接与拉伸机自带夹具200接触，操作方便，易于拆卸。

在其他实施例中，可以不采用第一悬挂柱1161和第二悬挂柱1162进行固定，而采用其他的固定方式。

在一些实施例中，夹持内板113的厚度大于拉伸试样10的厚度，这样能够使拉伸试样10更好地悬挂于容置空间003内，进行拉伸试验。

在一些实施例中，第一悬挂柱1161和第二悬挂柱1162均为螺纹柱，试样悬挂孔11、第一夹具悬挂孔1171和第二夹具悬挂孔1172均为与螺纹柱相配合的螺纹孔。通过螺纹柱与螺纹孔的方式进行固定，能够使固定的稳固性更高，同样也便于拆卸。

可选地，第一悬挂柱1161和第二悬挂柱1162的长度均大于第一夹持外板111、第二夹持外板112和夹持内板113的厚度之和，以提升固定的稳固性，并且可以便于拆卸。进一步地，还包括第一固定螺母1181和第二固定螺母1182，第一固定螺母1181和第二固定螺母1182均为两个，且两个第一固定螺母1181用于安装于第一悬挂柱1161的两端，两个第二固定螺母1182用于安装于第二悬挂柱1162的两端。通过第一固定螺母1181和第二固定螺母1182的设置，将第一悬挂柱1161和第二悬挂柱1162的两端锁紧，增加了拉伸试样10悬挂的稳定性。在测试完成之后，可以将第一固定螺母1181和第二固定螺母1182拆卸下来，取下第一悬挂柱1161和第二悬挂柱1162，进而将拉伸试样10取下。

可选地，第一悬挂柱1161的长度大于第一夹持外板111、第二夹持外板112、夹持内板113和两个第一固定螺母1181的厚度之和；第二悬挂柱1162的长度大于第一夹持外板111、第二夹持外板112、夹持内板113和两个第二固定螺母1182的厚度之和。通过进一步增加第一悬挂柱1161和第二悬挂柱1162的长度，提高了连接的稳固性。

可选地，夹持有效区域为夹持内板113的区域，其高度大于连接孔115与第一端001的距离，小于第一夹具悬挂孔1171与第一端001的距离。

本发明实施例还提出一种拉伸试验中拉伸试样10的固定方法，其采用上述拉伸试验用夹具100进行拉伸试样10的固定，固定方法包括：将第一夹持组件110和第二夹持组件120的第一端001夹持在拉伸机自带夹具200中，将拉伸试样10的两端分别固定在第一夹持组件110和第二夹持组件120的容置空间003内。本发明实施例中的夹具避免了直接将拉伸试样10夹持在拉伸机上所导致的加偏、加歪、不平直等情况的出现，提升人为操作的稳定性，进而保证拉伸试验结果的准确性。

特别指出的是，本发明实施例中的拉伸试验用夹具100，特别适用于微拉伸试验的中，用于夹持小型试样也称为微小试样，其具体尺寸不限，可以为3cm、2cm甚至更小。

根据本实施例提供的拉伸试验用夹具100的使用方法如下：

(1)连接第一夹持组件110(上夹持组件)：将第一夹持外板111、第二夹持外板112和夹持内板113上的连接孔115对齐，通过第一固定柱1141依次穿过连接孔115进行固定。

(2)将固定好的第一夹持组件110通过拉伸机自带的平面夹具夹持，夹持部位大小与夹持内板113大小区域相同。

(3)将拉伸试样10的顶端置于第一夹持组件110的容置空间003内，并通过第一悬挂柱1161依次穿过第一夹具悬挂孔1171、试样悬挂孔11和第二夹具悬挂孔1172，将拉伸试样10悬挂于第一夹持组件110的容置空间003内，通过两个第一固定螺母1181将第一悬挂柱1161两端锁紧。

(4)连接第二夹持组件120(下夹持组件)：将第一夹持外板111、第二夹持外板112和夹持内板113上的连接孔115对齐，通过第二固定柱1142依次穿过连接孔115进行固定。

(5)将固定好的第二夹持组件120通过拉伸机自带的平面夹具夹持，夹持部位大小与夹持内板113大小区域相同。

(6)通过控制及微调第一夹持组件110和第二夹持组件120的相对位置，使得第二夹持组件120上的第一夹具悬挂孔1171和第二夹具悬挂孔1172正对拉伸试样10底端的试样悬挂孔11，通过将拉伸试样10的底端置于第一夹持组件110的容置空间003内，并通过第二悬挂柱1162依次穿过第一夹具悬挂孔1171、试样悬挂孔11和第二夹具悬挂孔1172，将拉伸试样10悬挂于第二夹持组件120的容置空间003内，通过两个第二固定螺母1182将第二悬挂柱1162两端锁紧。

(7)启动万能材料试验机进行拉伸试验，试验完成后拆卸第一夹持组件110和第二夹持组件120，取出拉伸试样10即可。

本实施例提供的一种拉伸试验用夹具100至少具有以下优点：(1)本装置零件个数少，拆卸灵活方便，实验后试样可以轻易取出，占地面积小，成本较低，生产工艺简单。(2)本装置方便定位试样位置，保证试样和力处在同轴情况下，避免不必要的误差。(3)本装置操作方便，夹紧过程只需夹持与上下内部夹持模块相同大小区域，而拉伸试样10只需通过悬挂圆柱进行悬挂，可以有效防止拉伸夹具因装载过松，导致打滑进、未夹不紧试样的现象。(4)本发明适合多种片状试样的夹持，夹具的尺寸可根据现有需求做出相应调整，操作简单，模具可重复利用。

综上所述，本发明实施例提供了一种拉伸试验用夹具100、通过第一夹持组件110和第二夹持组件120将拉伸试样10的两端进行夹持，第一夹持组件110和第二夹持组件120均由第一夹持外板111、第二夹持外板112和夹持内板113组成，利用长度更小的夹持内板113在第二端002形成用于固定拉伸试样10的容置空间003。在使用时，将第一夹持组件110和第二夹持组件120的第一端001夹持在拉伸机自带夹具200中，将拉伸试样10的两端分别固定在第一夹持组件110和第二夹持组件120的容置空间003内。本发明实施例中的夹具避免了直接将拉伸试样10夹持在拉伸机上所导致的加偏、加歪、不平直等情况的出现，提升人为操作的稳定性，进而保证拉伸试验结果的准确性。

特别指出的是，本发明实施例中的拉伸试验用夹具100，特别适用于微拉伸试验的中，用于夹持小型试样。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。