一种适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具的制作方法

1.本实用新型涉及夹具技术领域，具体地讲，涉及一种适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具。


背景技术：

2.燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片等扭转叶片，在高温、高转速、高应力、高温燃气冲击腐蚀等恶劣工况下服役时，会受到疲劳、蠕变、磨蚀、高温氧化、热腐蚀等不断作用，引起扭转叶片涂层脱落、基体组织老化，力学性能退化，甚至开裂失效。在服役一定周期后，需对叶片进行全面的显微组织与力学性能试验，以了解叶片的服役可靠性或进行剩余寿命评估。在叶片发生失效后进行相应的力学性能检测，可为失效原因分析提供依据。
3.通过高温持久试验，对扭转叶片的组织老化程度与力学性能退化程度进行分析研究，进而为叶片的服役状态评估提供依据。由于透平叶片形状复杂，内部含有冷却通道，多为薄壁空腔结构，制取常规的大尺寸棒状或板状试样无法实现，只能制取小尺寸的薄板试样。小尺寸薄板试样常用的夹持式连接方式在高温下无法使用，而如采用试样穿孔销钉连接时，销钉和穿孔处也容易发生扭曲变形，造成试验数据失真。目前现有的小试样蠕变持久夹具多用螺栓组件进行固定，存在拆卸不便，样品更换费时等问题。
4.因此，需要开发一种耐高温、强度高、稳定性好、操作便捷的小尺寸试样用持久试验夹具，以克服或至少减轻高温持久试验中的小试样夹持问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具，该夹具解决小试样高温持久夹具易变形、装卡复杂、操作不便等问题。
6.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具，所述小尺寸试样为两头宽、中间细的薄板状；其特征在于：所述高温持久试验夹具包括结构相同、呈上下对称布置的一对夹头，一对夹头用于卡住小尺寸试样的两头部，所述夹头包括刚性主体，所述刚性主体的一端部连接有用于与试验机拉杆螺纹连接的螺杆，所述刚性主体的另一端的侧部连接有呈l型的试样限位挡板，所述试样限位挡板与刚性主体之间形成用于装夹小尺寸试样头部的装夹槽，在所述试样限位挡板的中部开设有与所述小尺寸试样中间细部的宽度相匹配的通道，所述通道用于使小尺寸试样中间细部通过从而将小尺寸试样头部装夹在装夹槽中。
7.优选的，所述小尺寸试样的头部与中间细部的连接处采用圆弧面一进行过渡连接。
8.优选的，所述通道分为两部分：一部分位于呈l型的试样限位挡板的竖板中部，另一部分位于呈l型的试样限位挡板的横板中部，且两部分连通，其中位于试样限位挡板的横板中部的那一部分通道的左右两侧面与横板上表面采用圆弧面二进行过渡连接，所述圆弧
面二与圆弧面一的尺寸相同。
9.优选的，位于试样限位挡板的横板中部的那一部分通道的竖向中心线与螺杆的轴线重合。
10.优选的，所述装夹槽的宽度比小尺寸试样厚度大0.5mm。
11.优选的，刚性主体与螺杆一体成型连接，且刚性主体与试样限位挡板也是一体成型连接，夹头均选用定向凝固镍基高温合金制成。
12.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：
13.1、夹头由定向凝固镍基高温合金制成，保证了高温、高应力、长时间使用时的强度和稳定性；
14.2、本夹头一体加工成型，结构简单，在满足使用要求的前提下保证了夹头的刚性和稳定性，同时便于试样装卸和更换，通用性好，可缩短小尺寸试样持久实验准备周期并提高实验的成功率；
15.3、位于试样限位挡板的横板中部的那一部分通道的竖向中心线与螺杆的轴线重合，从而保证试样对中性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，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。
17.图1是本实用新型实施例中的一对夹头装夹住小尺寸试样的主视结构示意图。
18.图2是本实用新型实施例中的一对夹头装夹住小尺寸试样的左视结构示意图。
19.图3是本实用新型实施例中单个夹头的立体结构示意图。
20.图4是本实用新型实施例中的小尺寸试样立体结构示意图。
21.附图标记说明：
22.小尺寸试样a；圆弧面一a1；
23.螺杆1；刚性主体2；试样限位挡板3；通道31；装夹槽4；圆弧面二5。
具体实施方式
24.下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
25.实施例。
26.参见图1至图4。
27.本实施例中公开了一种适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具，其中小尺寸试样a为两头宽、中间细的薄板状，其厚度不大于3mm，总长度不小于24mm，小尺寸试样a的头部与中间细部的连接处采用圆弧面一a1进行过渡连接。
28.本实施例中，适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具包括结构相同、呈上下对称布置的一对夹头，一对夹头用于卡住小尺寸试样a的两头部，具体地讲，夹头包括刚性主体2，刚性主体2的一端部连接有用于与试验机拉杆螺纹连接的螺杆1，刚性主体2的另
一端的侧部连接有呈l型的试样限位挡板3，刚性主体2、螺杆1、试样限位挡板3采用定向凝固镍基高温合金一体成型制成本夹头，使本夹头可用于900℃以上的高温拉伸、持久试验。
29.本实施例中，试样限位挡板3与刚性主体2之间形成用于装夹小尺寸试样a头部的装夹槽4，装夹槽4的宽度要比小尺寸试样a的厚度大0.5mm。
30.本实施例中，为了方便将小尺寸试样a装夹到夹头中，故在试样限位挡板3的中部开设有与小尺寸试样a中间细部的宽度相匹配的通道31，通道31宽度采用正偏差控制，正偏差值为0.1mm，保证小尺寸试样a顺利装入。
31.本实施例中，通道31用于使小尺寸试样a中间细部通过从而将小尺寸试样a头部装夹在装夹槽4中。具体地讲，通道31分为两部分：一部分位于呈l型的试样限位挡板3的竖板中部，另一部分位于呈l型的试样限位挡板3的横板中部，且两部分连通，相当于通道31将试样限位挡板3从中间一分为二，其中位于试样限位挡板3的横板中部的那一部分通道的左右两侧面与横板上表面采用圆弧面二5进行过渡连接，圆弧面二5与圆弧面一a1的尺寸相同，从而更贴合地悬挂小尺寸试样a。此外，位于试样限位挡板3的横板中部的那一部分通道的竖向中心线与螺杆1的轴线重合，以保证悬挂时的试样对中性。
32.本适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具在进行高温持久试验的安装过程如下：先将一对夹头的螺杆1分别接入试验机的上下拉杆，然后调整两夹头的间距至合适位置，通过通道31将小尺寸试样a的头部装夹到装夹槽4中，小尺寸试样a的圆弧面一a1与通道31的圆弧面二5配合，小尺寸试样a的头部由装夹槽4的两侧面进行限位，最后夹具连同试样放入加热炉进行升温，在设定的温度保温一定时间后，即可开展加载试验。
33.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具，所述小尺寸试样（a）为两头宽、中间细的薄板状；其特征在于：所述高温持久试验夹具包括结构相同、呈上下对称布置的一对夹头，一对夹头用于卡住小尺寸试样（a）的两头部，所述夹头包括刚性主体（2），所述刚性主体（2）的一端部连接有用于与试验机拉杆螺纹连接的螺杆（1），所述刚性主体（2）的另一端的侧部连接有呈l型的试样限位挡板（3），所述试样限位挡板（3）与刚性主体（2）之间形成用于装夹小尺寸试样（a）头部的装夹槽（4），在所述试样限位挡板（3）的中部开设有与所述小尺寸试样（a）中间细部的宽度相匹配的通道（31），所述通道（31）用于使小尺寸试样（a）中间细部通过从而将小尺寸试样（a）头部装夹在装夹槽（4）中。2.根据权利要求1所述的适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具，其特征在于：所述小尺寸试样（a）的头部与中间细部的连接处采用圆弧面一（a1）进行过渡连接。3.根据权利要求2所述的适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具，其特征在于：所述通道（31）分为两部分：一部分位于呈l型的试样限位挡板（3）的竖板中部，另一部分位于呈l型的试样限位挡板（3）的横板中部，且两部分连通，其中位于试样限位挡板（3）的横板中部的那一部分通道的左右两侧面与横板上表面采用圆弧面二（5）进行过渡连接，所述圆弧面二（5）与圆弧面一（a1）的尺寸相同。4.根据权利要求3所述的适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具，其特征在于：位于试样限位挡板（3）的横板中部的那一部分通道的竖向中心线与螺杆（1）的轴线重合。5.根据权利要求1所述的适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具，其特征在于：所述装夹槽（4）的宽度比小尺寸试样（a）厚度大0.5mm。6.根据权利要求1所述的适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具，其特征在于：所述刚性主体（2）与螺杆（1）一体成型连接，且刚性主体（2）与试样限位挡板（3）也是一体成型连接。

技术总结
本实用新型涉及一种适用于扭转叶片小尺寸试样高温持久试验夹具，包括结构相同、呈上下对称布置的一对夹头，一对夹头用于卡住小尺寸试样的两头部，夹头包括刚性主体，刚性主体的一端部连接有用于与试验机拉杆螺纹连接的螺杆，刚性主体的另一端的侧部连接有呈L型的试样限位挡板，试样限位挡板与刚性主体之间形成用于装夹小尺寸试样头部的装夹槽，在试样限位挡板的中部开设有与所述小尺寸试样中间细部的宽度相匹配的通道，通道用于使小尺寸试样中间细部通过从而将小尺寸试样头部装夹在装夹槽中。本夹头一体加工成型，结构简单，在满足使用要求的前提下保证了夹头的刚性和稳定性，同时便于试样装卸和更换，通用性好。通用性好。通用性好。


技术研发人员：许辉 郭延军 乔立捷 田力男 李子洲 朱海宝 王鲁
受保护的技术使用者：华电电力科学研究院有限公司
技术研发日：2021.09.18
技术公布日：2022/5/25