测试工装及待测样的制作方法

1.本技术涉及材料性能测试技术领域，尤其涉及一种测试工装及待测样。


背景技术：

2.高性能陶瓷因其具有高强度、耐化学腐蚀性以及优良的绝缘特性等，广泛应用于国民经济的各个方面；作为结构陶瓷使用，还要求其具有较好的抗拉伸强度，以确保在拉伸应力工况下的作用可靠性，进而，拉伸强度作为结构陶瓷的核心参数，对产品的可靠性应用起着关键作用。
3.现有陶瓷样品在进行拉伸强度测试过程中，需要在两端开孔，通过棍状体插入开孔并通过棍状体连接至测试设备，实现对待测样品的拉伸测试。
4.但是由于开孔的设置使得样品在拉伸过程中开孔位置极易发生应力集中，进而使得拉伸断裂部位常常发生在开孔的位置，而不是理论预想的样品的中间部位，导致测试结果不科学、难重复，对于评判材料的性能参考性不大。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种测试工装及待测样，以解决现有陶瓷材料进行拉伸测试过程中由于测试样品为实现装卡设置的缺陷引起应力集中，导致的测试结果不科学、难重复，对于评判材料的性能参考性不大的问题。
6.为解决上述技术问题，本技术实施例提供如下技术方案：
7.本技术第一方面提供一种测试工装，用于安装待测样，其包括：
8.两连接部，所述连接部的第一端设有容纳槽，所述两连接部的容纳槽用于分别容纳所述待测样长度方向上的两端部，且所述连接部与所述待测样同轴；
9.所述两连接部的第二端均能够可拆卸地连接于拉伸测试设备的拉伸驱动部；
10.其中，如果所述两连接部沿所述待测样长度方向分别容纳所述待测样的两端部，且所述两连接部的第二端均连接所述拉伸驱动部，所述拉伸测试设备能够通过所述测试工装对所述待测样进行沿其长度方向的拉伸。
11.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的测试工装，其中所述连接部包括拉伸连接部和盖板连接部；
12.所述拉伸连接部的第一端设有第一容纳槽，所述第一容纳槽的开口连通所述拉伸连接部上相邻的第一表面和第二表面；
13.所述盖板连接部设有第二容纳槽，所述第二容纳槽的开口连通所述盖板连接部上相邻的第三表面和第四表面；
14.所述拉伸连接部和所述盖板连接部可拆卸连接，如果所述拉伸连接部的第一表面和所述盖板连接部的第三表面相对且贴合，所述第一容纳槽与所述第二容纳槽相对以形成所述容纳槽。
15.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的测试工装，其中所述第一容纳
槽沿垂直所述第一表面方向的尺寸和所述第二容纳槽沿垂直所述第三表面方向的尺寸相等。
16.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的测试工装，其中所述连接拉伸部包括拉伸杆和容纳头；
17.所述容纳头设置于所述拉伸杆的一端，所述第一容纳槽设置于所述容纳头，且所述第一容纳槽的开口沿所述拉伸杆轴向向所述拉伸杆的正投影与所述拉伸杆第一截面的中心轴相重合；
18.所述第一截面为所述拉伸杆任一径向方向的截面。
19.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的测试工装，其中所述待测样包括两头部和腰部；
20.所述腰部的两端分别连接一所述头部，且所述头部沿第二方向的尺寸大于所述腰部沿所述第二方向的尺寸；所述第二方向为所述待测样的任一径向方向；
21.所述第一容纳槽和所述第二容纳槽均包括第一槽体和第二槽体；
22.所述第一槽体和所述第二槽体沿第一方向依次设置且相互连通，所述第二槽体远离所述拉伸连接部的第二端，所述第一槽体用于容纳所述头部，所述第二槽体用于容纳至少部分所述腰部。
23.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的测试工装，其中所述第一槽体和所述第二槽体同轴设置，且所述第一槽体位于其中心轴第一侧的尺寸比所述第二槽体位于所述中心轴第一侧的尺寸至少超出2mm。
24.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的测试工装，其中所述容纳槽沿第一方向的尺寸比所述端部沿所述第一方向的尺寸至少大0.1mm；
25.其中，所述第一方向为所述待测样的长度方向。
26.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的测试工装，其中所述容纳槽沿第二方向的尺寸比所述端部沿所述第二方向的尺寸至少大0.1mm；
27.其中，所述第二方向为所述待测样的任一径向方向。
28.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的测试工装，其中所述拉伸连接部和所述盖板连接部上设有相互对应的螺接孔，所述螺接孔沿垂直所述第一表面和所述第三表面的方向设置，以使所述盖板连接部和所述拉伸连接部能够螺接锁紧，且所述螺接孔的直径至少为3mm。
29.在本技术第二方面提供一种适配于前述测试工装的待测样，其中所述待测样包括两头部和腰部；
30.所述腰部的两端分别连接一所述头部，且所述头部沿第二方向的尺寸大于所述腰部沿所述第二方向的尺寸；所述第二方向为所述待测样的任一径向方向；
31.所述腰部沿其轴向的外表面中部设有断裂槽；
32.所述断裂槽沿所述腰部的圆周向连续设置，所述断裂槽沿所述第二方向的尺寸小于所述腰部其他部位沿所述第二方向的尺寸；
33.所述断裂槽为弧状槽，所述断裂槽沿所述第二方向尺寸槽深最深处位于所述腰部轴向的中心，所述腰部位于所述断裂槽处沿所述第二方向的尺寸至少为1mm。
34.相较于现有技术，本技术第一方面提供的测试工装，通过两连接部的容纳槽分别
容纳待测样长度方向上的两端，进而实现对待测样的便捷式装卡，并且连接部的第二端还能够可拆卸的连接于拉伸测试设备的拉伸驱动部，进而实现在待测样完好的前提下对待测样的拉伸测试，保证拉伸测试的准确进行，避免在待测样上开孔或开洞，造成应力集中影响测试结果；有效解决现有陶瓷材料进行拉伸测试过程中由于测试样品为实现装卡设置的缺陷引起应力集中，导致的测试结果不科学、难重复，对于评判材料的性能参考性不大的问题。
附图说明
35.通过参考附图阅读下文的详细描述，本技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本技术的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
36.图1示意性地示出了本技术实施例提供的一种测试工装的结构示意图；
37.图2示意性地示出了本技术实施例提供的一种测试工装的使用状态示意图；
38.图3示意性地示出了本技术实施例提供的一种测试工装中拉伸连接部与待测样的使用状态示意图；
39.图4示意性地示出了本技术实施例提供的一种测试工装中拉伸连接部的结构示意图；
40.图5示意性地示出了本技术实施例提供的一种测试工装中连接部中盖板连接部的结构示意图；
41.图6示意性地示出了本技术实施例提供的一种待测样的结构示意图；
42.附图标号说明：测试工装1、待测样2、头部21、腰部22、断裂槽23、连接部3、容纳槽31、拉伸连接部32、第一容纳槽321、第一表面322、第二表面323、拉伸杆324、容纳头325、过渡表面326、盖板连接部33、第二容纳槽331、第三表面332、第四表面333、第一槽体334、第二槽体335、螺接孔34、第一方向a、第二方向b。
具体实施方式
43.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
44.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
45.本技术实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
46.实施例1
47.参考附图1和附图2，本技术实施例提供的测试工装1，用于安装待测样2，其包括两连接部3，所述连接部3的第一端设有容纳槽31，所述两连接部3的容纳槽31用于分别容纳所述待测样2长度方向上的两端部，且所述连接部3与所述待测样2同轴；
48.所述两连接部3的第二端均能够可拆卸地连接于拉伸测试设备的拉伸驱动部(图中未示出)；
49.其中，如果所述两连接部3沿所述待测样2长度方向分别容纳所述待测样2的两端部，且所述两连接部3的第二端均连接所述拉伸驱动部，所述拉伸测试设备能够通过所述测试工装1对所述待测样2进行沿其长度方向的拉伸。
50.具体的，为了解决现有陶瓷材料进行拉伸测试过程中由于测试样品为实现装卡设置的缺陷引起应力集中，导致的测试结果不科学、难重复，对于评判材料的性能参考性不大的问题，本实施例提供的测试工装1通过在连接部3上设置容纳槽31，使得连接部3能够通过容纳的方式连接或者说固定待测样2，使得测试工装1装卡待测样2的方式简单且牢固，并且通过容纳的方式进行固定待测样还能够避免在待测样2上开孔或开洞引起拉伸过程中的应力集中问题；同时将连接部3与待测样2同轴设置，使得两连接部3分别容纳待测样2的两端时，连接部3的第二端在同一轴线上向相反的方向延伸，进而保证拉伸测试的受力均匀、结果准确性较高。
51.其中，待测样2为任何需要进行拉伸强度测试的材料，例如：堇青石、莫来石、氧化铝、氧化锆增韧氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、氮化铝等各种陶瓷材料；待测样2需要进行拉伸性能测试，所以待测样2多为一体成型的哑铃状，例如：参考附图6，所述待测样2包括两头部21和腰部22；所述腰部22的两端分别连接一所述头部21，且所述头部21沿第二方向a的尺寸大于所述腰部22沿所述第二方向a的尺寸；所述第二方向a为所述待测样的任一径向方向，即所述头部21的尺寸比所述腰部22的尺寸大，当所述头部21和所述腰部22均为圆柱形时，即为所述头部21的直径比所述腰部22的直径大，所述连接部3的容纳槽31则容纳所述头部21，可以通过两个半槽扣合形成完整容纳槽31的形式，也可以通过浇铸的形式，利用金属材料浇铸在头部21外完整包裹的形式，进而保证连接部31对待测样2的稳定容纳或者说连接；同时，可以理解的是，容纳槽31是容纳整个头部31，腰部22伸出容纳槽31，由于头部21的尺寸较大，腰部22尺寸较小，进而头部21无法从腰部22伸出的开口中脱出，保证了测试工装1对待测样2的稳定装卡。
52.其中，所述连接部3为刚性结构，具有较高的强度，保证在待测样2断裂之前连接部3本身不会发生断裂或撕裂，例如：采用不锈钢或铝合金材质制备所述连接部。所述连接部3上设有所述容纳槽31用于容纳或者说包裹所述待测样2的头部21，使待测样2的腰部22伸出所述容纳槽31，且连接部3的第二端与所述腰部22同轴，进而当连接部3的第二端连接至拉伸测试设备的拉伸驱动部时，能够通过连接部3的第二端向待测样2提供均匀稳定的拉伸力，避免出现受力不均影响最终结果的问题。
53.其中，所述拉伸测试设备(图中未示出)为能够进行拉伸测试的装置，例如：万能试验机，拉伸驱动部则为万能试验机上的上横梁和中横梁，上横梁和中横梁能够相对靠近或远离实现对连接在二者之间的待测样2的拉伸测试，进而本实施例中的连接部3的第二端即可以连接在万能试验机上的上横梁和中横梁，在上横梁和中横梁的带动下对待测样2进行拉伸测试，直至待测样2断裂得出结果。
54.根据上述所列，本技术提供的测试工装1，通过两连接部3的容纳槽31分别容纳待测样2长度方向上的两端，进而实现对待测样2的便捷式装卡，并且连接部3的第二端还能够可拆卸的连接于拉伸测试设备的拉伸驱动部，进而实现在待测样2完好的前提下对待测样2的拉伸测试，保证拉伸测试的准确进行，避免在待测样上开孔或开洞，造成应力集中影响测试结果；有效解决现有陶瓷材料进行拉伸测试过程中由于测试样品为实现装卡设置的缺陷
引起应力集中，导致的测试结果不科学、难重复，对于评判材料的性能参考性不大的问题。
55.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，具体地理解为：可以同时包含有a与b，可以单独存在a，也可以单独存在b，能够具备上述三种任一种情况。
56.进一步地，参考附图3，本实施例提供的测试工装1，在具体实施中，所述连接部3包括拉伸连接部32和盖板连接部33；
57.所述拉伸连接部32的第一端设有第一容纳槽321，所述第一容纳槽321的开口连通所述拉伸连接部32上相邻的第一表面322和第二表面323；
58.所述盖板连接部33设有第二容纳槽331，所述第二容纳槽331的开口连通所述盖板连接部33上相邻的第三表面332和第四表面333；
59.所述拉伸连接部32和所述盖板连接部33可拆卸连接，如果所述拉伸连接部32的第一表面322和所述盖板连接部33的第三表面332相对且贴合，所述第一容纳槽321与所述第二容纳槽331相对以形成所述容纳槽31。
60.具体的，为了实现所述测试工装1的便捷式装卡，本实施例中将所述连接部3设置为包括拉伸连部32和盖板连接部33相互贴合或者说相互扣合的形式；在拉伸连接部32上挖设第一容纳槽321，在盖板连接部33上挖设第二容纳槽331，当第一容纳槽321和第二容纳槽331的开口相互对接时则形成了完整的容纳槽31，即将所述容纳槽31一分为二分别设置拉伸连接部32上和盖板连接部33上，在进行待测样2装卡时则可以将待测样2的头部21置于所述第一容纳槽321或第二容纳槽331，而后将第二容纳槽331或第一容纳槽321罩扣在裸露的头部21上，以实现对完整头部21的包裹或者说容纳。并且，可以理解的是：为了保证待测样2的头部21被容纳的同时与头部21连接的腰部22能够由容纳槽31内伸出，参考附图5和附图4，本实施例中将第一容纳槽321的开口设置为连通所述拉伸连接部32上相邻的第一表面322和第二表面323；将第二容纳槽331的开口设置为连通所述盖板连接部33上相邻的第三表面332和第四表面333，进而当第一表面322和第三表面332相贴合时，第一容纳槽321和第二容纳槽331则能够相互扣合，并在连接部3的第一端留有一较小开口，即第二表面323和第四表面333对接形成的开口，使得待测样2的腰部能够由此较小开口伸出容纳槽31。
61.进一步地，本实施例提供的测试工装1，在具体实施中，所述第一容纳槽321沿垂直所述第一表面322方向的尺寸和所述第二容纳槽331沿垂直所述第三表面332方向的尺寸相等。
62.具体的，为了保证待测样2在拉伸过程中受力均匀，本实施例中将所述第一容纳槽321沿垂直所述第一表面322方向的尺寸和所述第二容纳槽331沿垂直所述第三表面332方向的尺寸相等，即所述第一容纳槽321和所述第二容纳槽331为镜像对称，槽深相等，进而二者能够分别容纳一半的头部21，保证待测样2的受力均匀。
63.进一步地，参考附图4，本实施例提供的测试工装1，在具体实施中，所述连接拉伸部32包括拉伸杆324和容纳头325；
64.所述容纳头325设置于所述拉伸杆324的一端，所述第一容纳槽321设置于所述容纳头325，且所述第一容纳槽321的开口沿所述拉伸杆324轴向向所述拉伸杆324的正投影与所述拉伸杆324第一截面的中心轴相重合；
65.所述第一截面为所述拉伸杆324任一径向方向的截面。
66.具体的，为了保证所述连接部3与待测样2同轴，使得拉伸受力均匀，检测结构准确，本实施例中将所述拉伸连接部32设置为包括拉伸杆324和容纳头325，拉伸杆324主要用于连接容纳头325和拉伸测试设备的拉伸驱动部，所述容纳头325用于设置所述第一容纳槽321与盖板连接部33配合；具体的，所述容纳头325的外周表面与所述拉伸杆324外周表面为非平齐的设置，所述第一容纳槽321的开口沿所述拉伸杆324轴向向所述拉伸杆324的正投影与所述拉伸杆324任一径向截面的中心轴相重合，即第一容纳槽321开口所在的容纳头324的表面与拉伸杆325的外表面不平齐，参考附图4，容纳头324上第一容纳槽321开口所在的表面与拉伸杆325的外表面之间具有一过渡表面326或者说过渡台阶，所述过渡表面326沿其垂直拉伸杆324长度方向的尺寸为拉伸杆324的半径(针对的是圆柱状拉伸杆324，其他柱状结构同理)，进而盖板连接部33扣合进来时，所述中心轴两侧的第一容纳槽321和第二容纳槽331则相对于所述中心轴是对称的，两槽的对接位置即为待测样2的轴心，进而能够保证拉伸杆324则与待测样2同轴。
67.进一步地，参考附图5，本实施例提供的测试工装1，在具体实施中，所述第一容纳槽321和所述第二容纳槽331均包括第一槽体334和第二槽体335；
68.所述第一槽体334和所述第二槽体335沿第一方向a依次设置且相互连通，所述第二槽体335远离所述拉伸连接部32的第二端，所述第一槽体334用于容纳所述头部21，所述第二槽体335用于容纳至少部分所述腰部22。
69.具体的，为了实现所述腰部22能够由所述容纳槽31中伸出，且保证容纳槽31对头部21的稳固容纳，本实施例中将所述第一容纳槽321和所述第二容纳槽331设置为均包括第一槽体334和第二槽体335；所述第一槽体334对应所述头部21只在拉伸连接部32的第一表面322具有开口，所述第二槽体335既需要容纳至少部分腰部22，又需要为腰部22提供伸出开口，所述第二槽体335在第一表面322和第二表面323均设有开口，进而第一容纳槽321和第二容纳槽331相互扣合时，两个第一槽体334相互扣合，两个第二槽体335相互扣合。
70.进一步地，本实施例提供的测试工装1，在具体实施中，所述第一槽体334和所述第二槽体335同轴设置，且所述第一槽体334位于其中心轴第一侧的尺寸比所述第二槽体335位于所述中心轴第一侧的尺寸至少超出2mm。
71.具体的，为了保证待测样2在连接部3内装卡稳定，避免拉伸过程中脱出，本实施例中将所述第一槽体334位于其中心轴第一侧的尺寸比所述第二槽体335位于所述中心轴第一侧的尺寸至少超出2mm，即参考附图5，图中中心轴单侧l的长度至少为2mm，以能够保证待测样2的平稳装卡，避免在拉伸过程中于该位置即头部21与腰部22连接处发生断裂，影响测试结果；当然，可以理解的是：所述待测样2也需要按照该设计要求进行制备，以保证匹配程度较高。
72.进一步地，本实施例提供的测试工装1，在具体实施中，所述容纳槽31沿第一方向a的尺寸比所述端部沿所述第一方向a的尺寸至少大0.1mm；
73.其中，所述第一方向a为所述待测样2的长度方向。
74.所述容纳槽31沿第二方向b的尺寸比所述端部沿所述第二方向b的尺寸至少大0.1mm；
75.其中，所述第二方向b为所述待测样2的任一径向方向。
76.具体的，为了保证连接部3的装卡顺畅性，本实施例中将所述容纳槽31立体三维各
个方向的尺寸都设计为相比于头部21至少大0.1mm，以保证待测样2能够轻松顺畅的装入，提高便捷性，节约装卡时间。
77.进一步地，参考附图6，本实施例提供的测试工装1，在具体实施中，所述待测样2的腰部22沿其轴向的外表面中部设有断裂槽23；
78.所述断裂槽23沿所述腰部22的圆周向连续设置，所述断裂槽23沿所述第二方向b的尺寸小于所述腰部22其他部位沿所述第二方向b的尺寸；
79.所述断裂槽23为弧状槽，所述断裂槽23沿所述第二方向b槽深最深处位于所述腰部轴向的中心，所述腰部位于所述断裂槽处沿所述第二方向的尺寸至少为1mm。
80.具体的，为了提高测试精度，且配合本实施例的测试工装1，本实施例中提供一种待测样2，其腰部22的中部外表面周向连续设置所述断裂槽23，进而在进行拉伸测试时所述待测样2的断裂位置即为该断裂槽23处，也就是待测样2的中间位置，从而保证测试结果的准确性。并且将所述断裂槽23设置为弧状槽，与腰部22非断裂槽23部分为弧状平滑过渡连接，避免出现应力集中的问题；同时，将所述腰部位于所述断裂槽处沿所述第二方向的尺寸设置为至少为1mm，进而能够保证所述待测样2在装卡于测试工装1或加工成型过程中不易断裂。
81.具体的，本实施例中的待测样2还需要保证头部21的直径是腰部22直径的1.5倍～2.0倍，并且头部21直径大于腰部22直径4mm以上；腰部22的直径是断裂槽23处腰部22直径的1.5倍～2.0倍，并且腰部22直径大于断裂槽23处腰部22直径2mm以上，以保证其在加工和装卡过程中的稳定性，避免拉伸测试开始前发生断裂或撕裂，影响测试结果，提高不必要的成本。
82.进一步地，参考附图5，本实施例提供的测试工装1，在具体实施中，所述拉伸连接部32和所述盖板连接部33上设有相互对应的螺接孔34，所述螺接孔34沿垂直所述第一表面322和所述第三表面323的方向设置，以使所述盖板连接部33和所述拉伸连接部32能够螺接锁紧，且所述螺接孔34的直径至少为3mm。
83.具体的，为了实现所述拉伸连接部32和所述盖板连接部33的可拆卸连接，并且保证对待测样2头部21的稳定容纳，本实施例中于所述拉伸连接部32和所述盖板连接部33上设有相互对应的螺接孔34，具体的则为在容纳头325和盖板连接部33上设置对应的螺接孔34，进而能够通过螺栓实现容纳头325和盖板连接部33的螺接锁紧以及可拆卸；同时将螺接孔34的直径设置为至少3mm有利于保证测试工装1的强度，避免在拉伸测试过程中测试工装1发生形变。
84.实施例2
85.参考附图6，本技术提供一种适配于前述测试工装1的待测样2，其中所述待测样2包括两头部21和腰部22；
86.所述腰部22的两端分别连接一所述头部21，且所述头部21沿第二方向b的尺寸大于所述腰部22沿所述第二方向b的尺寸；所述第二方向b为所述待测样2的任一径向方向；
87.所述腰部22沿其轴向的外表面中部设有断裂槽23；
88.所述断裂槽23沿所述腰部22的圆周向连续设置，所述断裂槽23沿所述第二方向b的尺寸小于所述腰部22其他部位沿所述第二方向b的尺寸；
89.所述断裂槽23为弧状槽，所述断裂槽23沿所述第二方向b槽深最深处位于所述腰
部22轴向的中心，所述腰部22位于所述断裂槽23处沿所述第二方向的尺寸至少为1mm。
90.具体的，本实施例中待测样2即为实施例1中测试工装1进行拉伸测试的待测试样2，其结构和工作原理请参考实施例1的详细描述，在此不做过多赘述。
91.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。