CN102507318A - 一种等双轴残余应力施加装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种等双轴残余应力施加装置，包括：上夹具(1)，其具有第一压圈(12)；与所述上夹具(1)螺纹连接的下夹具(2)，其具有第二压圈(23)，所述第一压圈(12)与所述第二压圈(23)同轴布置，且直径不同。本发明提供的等双轴残余应力施加装置，可以同时获得不同数值范围的拉应力和压应力，操作简单，数值大小可控，为残余应力公式的推导提供了必备的条件。本发明克服了必须对试样进行切割才能获得压应力的缺点，实现零破坏。利用该等双轴残余应力施加装置对材料施加完应力后，对其进行纳米压痕试验，可以建立压痕参数与残余应力之间的关系，获得残余应力计算模型。

Description

一种等双轴残余应力施加装置
技术领域
本发明涉及测试装置技术领域，特别涉及一种等双轴残余应力施加装置。
背景技术
近年来，纳米压痕技术作为原位及纳米级局部的力学分析技术被提出来，目前已广泛用于测量材料的硬度、弹性模量以及残余应力等。但是，纳米压痕法并不能直接“压”出残余应力值，需要寻找出压痕参数与残余应力之间的关系最终推导出残余应力公式。推导公式时，需要大量的不同的残余应力值。
因此如何对无应力材料施加一定的残余应力，可以随意地控制所施加应力的大小，并且可以同时施加压应力和拉应力，成为人们亟需解决的重要技术问题。但是，现有的残余应力施加装置只能单独地得到压应力或拉应力，并且压应力的施加装置不可以控制所施加应力的大小，还必须对试样进行切割破坏才可以获得压应力。
因此，如何提供等双轴残余应力施加装置，以使得所施加的应力可控，且不会对试样造成破坏，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种等双轴残余应力施加装置，以使得所施加的应力可控，且不会对试样造成破坏。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种等双轴残余应力施加装置，包括：
上夹具，其具有第一压圈；
与所述上夹具螺纹连接的下夹具，其具有第二压圈，所述第一压圈与所述第二压圈同轴布置，且直径不同。
优选地，在上述等双轴残余应力施加装置中，所述第一压圈的直径大于所述第二压圈的直径。
优选地，在上述等双轴残余应力施加装置中，所述上夹具为圆形结构，且所述第一压圈设置于所述上夹具的中心；
所述下夹具为圆形结构，且所述第二压圈设置于所述下夹具的中心。
优选地，在上述等双轴残余应力施加装置中，所述上夹具具有第一外环配合部，所述第一外环配合部的外圈设有外螺纹，所述下夹具具有第二外环配合部，所述第二外环配合部的内圈设有与所述外螺纹配合的内螺纹。
优选地，在上述等双轴残余应力施加装置中，所述第一外环配合部和所述第一压圈向同一方向延伸，且所述第一压圈的高度低于所述第一外环配合部的高度；
所述第二外环配合部和所述第二压圈向同一方向延伸。
优选地，在上述等双轴残余应力施加装置中，所述上夹具设有第一延伸孔，所述第一延伸孔位于所述第一压圈的内侧；
所述下夹具设有第二延伸孔，所述第二延伸孔位于所述第二压圈的内侧。
优选地，在上述等双轴残余应力施加装置中，还包括第一手柄，其具有操作把手和设置于所述操作把手上的至少两个销轴，所述上夹具上设有与所述销轴配合的定位孔。
优选地，在上述等双轴残余应力施加装置中，还包括第二手柄，其具有操作把手和设置于所述操作把手上的至少两个销轴，所述下夹具上设有与所述销轴配合的定位孔。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的等双轴残余应力施加装置，使用时，将试片置于上夹具和下夹具之间，然后通过旋紧上、下夹具，使得第一压圈和第二压圈对试片进行压紧。由于第一压圈和第二压圈同轴布置且直径不同，引起通过第一压圈和第二压圈的不断临近，分别试片的中间位置和边缘位置向相反的方向推进，以完成测试。本发明可通过控制旋紧力的大小，对所施加的应力进行控制。本发明提供的等双轴残余应力施加装置，可以同时获得不同数值范围的拉应力和压应力，操作简单，数值大小可控，为残余应力公式的推导提供了必备的条件。本发明克服了必须对试样进行切割才能获得压应力的缺点，实现零破坏。利用该等双轴残余应力施加装置对材料施加完应力后，对其进行纳米压痕试验，可以建立压痕参数与残余应力之间的关系，获得残余应力计算模型。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明实施例提供的等双轴残余应力施加装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的上夹具的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的下夹具的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的第一手柄的结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为本发明实施例提供的第二手柄的结构示意图；
图7为图6的俯视图。
具体实施方式
本发明公开了一种等双轴残余应力施加装置，以使得所施加的应力可控，且不会对试样造成破坏。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-图3，图1为本发明实施例提供的等双轴残余应力施加装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的上夹具的结构示意图；图3为本发明实施例提供的下夹具的结构示意图。
本发明实施例提供的等双轴残余应力施加装置，包括上夹具1和下夹具2。其中，上夹具1具有第一压圈12，下夹具2与上夹具1螺纹连接，其具有第二压圈23，第一压圈12与第二压圈23同轴布置，且直径不同。
本发明提供的等双轴残余应力施加装置，使用时，将试片3置于上夹具1和下夹具2之间，然后通过旋紧上、下夹具，使得第一压圈12和第二压圈23对试片3进行压紧。由于第一压圈12和第二压圈23同轴布置且直径不同，引起通过第一压圈12和第二压圈23的不断临近，分别试片3的中间位置和边缘位置向相反的方向推进，以完成测试。本发明可通过控制旋紧力的大小，对所施加的应力进行控制。本发明提供的等双轴残余应力施加装置，可以同时获得不同数值范围的拉应力和压应力，操作简单，数值大小可控，为残余应力公式的推导提供了必备的条件。本发明克服了必须对试样进行切割才能获得压应力的缺点，实现零破坏。利用该等双轴残余应力施加装置对材料施加完应力后，对其进行纳米压痕试验，可以建立压痕参数与残余应力之间的关系，获得残余应力计算模型。
在本实施例中，第一压圈12的直径大于第二压圈23的直径。第一压圈12下压试片3，第二压圈23上顶试片3，以使得试片3在第二压圈23区域的下侧形成压应力区域，在第二压圈23区域的上侧形成拉应力区域。
上夹具1为圆形结构，且第一压圈12设置于上夹具1的中心；相应的，下夹具2为圆形结构，且第二压圈23设置于下夹具2的中心。上夹具1具有第一外环配合部，第一外环配合部内侧形成试片3容纳空间14，第一外环配合部的外圈设有外螺纹，下夹具2具有第二外环配合部，第二外环配合部内侧形成试片3容纳空间21，第二外环配合部的内圈设有与第一外环配合部的外螺纹配合的内螺纹。
第一外环配合部和第一压圈12向同一方向延伸，且第一压圈12的高度低于第一外环配合部的高度；第二外环配合部和第二压圈23向同一方向延伸。上夹具1设有第一延伸孔11，第一延伸孔11位于第一压圈12的内侧；下夹具2设有第二延伸孔22，第二延伸孔22位于第二压圈23的内侧。第一延伸孔11与容纳空间14同轴布置；第二延伸孔22与容纳空间21同轴布置。
请参阅图4和图5，图4为本发明实施例提供的第一手柄的结构示意图；图5为图4的俯视图。
为了进一步优化上述技术方案，本发明还可包括第一手柄，其具有操作把手31和设置于操作把手31上的至少两个销轴32，上夹具1上设有与销轴32配合的定位孔13。通过将第一手柄的销轴32***上夹具1的定位孔13内，然后旋动该第一手柄，可方便的转动上夹具1，以完成测试工作。
本发明还可包括第二手柄，其具有操作把手和设置于操作把手41上的至少两个销轴42，下夹具2上设有与销轴42配合的定位孔24。通过将第二手柄的销轴42***下夹具2的定位孔24内，然后旋动该第二手柄，可方便的转动下夹具2，以完成测试工作。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种等双轴残余应力施加装置，其特征在于，包括：
上夹具(1)，其具有第一压圈(12)；
与所述上夹具(1)螺纹连接的下夹具(2)，其具有第二压圈(23)，所述第一压圈(12)与所述第二压圈(23)同轴布置，且直径不同。
2.如权利要求1所述的等双轴残余应力施加装置，其特征在于，所述第一压圈(12)的直径大于所述第二压圈(23)的直径。
3.如权利要求1所述的等双轴残余应力施加装置，其特征在于，所述上夹具(1)为圆形结构，且所述第一压圈(12)设置于所述上夹具(1)的中心；
所述下夹具(2)为圆形结构，且所述第二压圈(23)设置于所述下夹具(2)的中心。
4.如权利要求1所述的等双轴残余应力施加装置，其特征在于，所述上夹具(1)具有第一外环配合部，所述第一外环配合部的外圈设有外螺纹，所述下夹具(2)具有第二外环配合部，所述第二外环配合部的内圈设有与所述外螺纹配合的内螺纹。
5.如权利要求4所述的等双轴残余应力施加装置，其特征在于，所述第一外环配合部和所述第一压圈(12)向同一方向延伸，且所述第一压圈(12)的高度低于所述第一外环配合部的高度；
所述第二外环配合部和所述第二压圈(23)向同一方向延伸。
6.如权利要求5所述的等双轴残余应力施加装置，其特征在于，所述上夹具(1)设有第一延伸孔(11)，所述第一延伸孔(11)位于所述第一压圈(12)的内侧；
所述下夹具(2)设有第二延伸孔(22)，所述第二延伸孔(22)位于所述第二压圈(23)的内侧。
7.如权利要求1-6任一项所述的等双轴残余应力施加装置，其特征在于，还包括第一手柄，其具有操作把手和设置于所述操作把手(31)上的至少两个销轴(32)，所述上夹具(1)上设有与所述销轴(32)配合的定位孔(13)。
8.如权利要求1-6任一项所述的等双轴残余应力施加装置，其特征在于，还包括第二手柄，其具有操作把手和设置于所述操作把手(41)上的至少两个销轴(42)，所述下夹具(2)上设有与所述销轴(42)配合的定位孔(24)。
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