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测试工装及蠕变测试装置的制作方法

2022-11-18 20:48:37 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及蠕变测试装置技术领域,尤其涉及一种测试工装及蠕变测试装置。


背景技术:

2.蠕变是影响材料力学性能的一项重要因素,因此,对于材料的蠕变测试是评估材料力学性能的重要手段,常用蠕变拉伸测试机进行测试,以获得一定应力、温度等测试条件下材料样品的应变随时间的变化,从而获取材料的蠕变规律,为构件选材提供重要依据。而目前的蠕变测试机,在蠕变测试中,存在测试条件不稳定或实际的测试条件与设定条件偏差较大的问题,导致难以保证蠕变测试结果的准确性,从而影响该材料蠕变力学性能检测数据的可靠性。


技术实现要素:

3.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本技术提出一种测试工装,能够提高蠕变测试数据的可靠性。
4.本技术实施例还提出一种具有上述测试工装的蠕变测试装置。
5.本技术第一方面实施例的测试工装,用于测试样品,包括箱体、夹持机构、加热件和感温探头,其中:所述箱体具有内腔,所述内腔用于容纳样品,所述样品的两端之间具有设定长度的标距段;所述夹持机构位于所述内腔中并连接于所述箱体,所述夹持机构包括第一夹持组件和第二夹持组件,分别用于夹持所述样品的两端,所述第一夹持组件和所述第二夹持组件的至少之一能够沿第一方向相背运动;所述加热件位于所述内腔中并连接于所述箱体,所述加热件能够加热所述标距段;所述感温探头设置于所述内腔中,所述感温探头能够与所述标距段直接接触。
6.本技术第一方面实施例的测试工装,至少具有如下有益效果:测试工装能够将样品夹持于箱体的内腔中,加热件位于内腔中,由此,加热件可在内腔中对标距段进行加热,且内腔中还设有感温探头,感温探头能够直接接触样品标距段,从而可以直接实时获取样品标距段的温度,有效减小感温探头测量所得的温度与标距段的实际温度的偏差,便于将标距段的实际温度调控至设定测试温度,应用于蠕变测试中,能提高蠕变测试数据的准确性和可靠性。
7.根据本技术的一些实施例,所述内腔中还设置有支架,所述支架的一端连接于所述箱体或所述夹持机构,另一端连接有所述感温探头且能够延伸至所述第一夹持组件和所述第二夹持组件之间的设定位置,所述感温探头能够与所述标距段的背离所述加热件的一侧接触。
8.根据本技术的一些实施例,所述支架呈片状,所述感温探头凸出于所述支架,所述支架能够在外力的作用下发生弹性形变,以使所述感温探头能够抵持于所述标距段。
9.根据本技术的一些实施例,所述加热件包括加热板和加热线圈,所述加热板位于所述第一夹持组件和所述第二夹持组件之间与所述箱体连接,所述加热板的一侧表面能够
朝向所述标距段,所述加热板分别与所述第一夹持组件和所述第二夹持组件之间具有设定间隙,所述加热线圈内置于所述加热板的内部或者连接于所述加热板的背离所述标距段的一侧。
10.根据本技术的一些实施例,还包括测量机构,所述测量机构位于所述内腔中;所述测量机构包括标尺、指针和卡块,所述标尺连接于所述箱体并沿所述第一方向延伸,所述标尺上设置有刻度,所述指针指向所述刻度,所述卡块连接于所述指针,所述卡块用于与所述标距段连接;其中,根据所述指针在所述刻度上移动的距离来获取所述标距段的蠕变位移。
11.根据本技术的一些实施例,所述第一夹持组件包括第一底座和第一压块,所述第二夹持组件包括第二底座和第二压块,所述第一底座和所述第二底座分别位于所述加热件的两侧与所述箱体连接,所述第一压块与所述第一底座可拆卸连接,并能够夹持所述样品的一端,所述第二压块与所述第二底座可拆卸连接,并能够夹持所述样品的另一端;所述内腔包括相对的侧壁,所述侧壁沿所述第一方向延伸,所述侧壁设置有导向槽,所述导向槽沿所述第一方向延伸并连通于所述内腔;所述第一底座和/或所述第二底座上朝向所述侧壁的侧部分别设置有凸起部,所述凸起部能够置于所述导向槽内并能沿所述导向槽滑动。
12.根据本技术的一些实施例,所述第一夹持组件还设置有第一定位销,所述第一定位销连接于所述第一底座或所述第一压块,所述样品的端部设置有第一定位孔,所述第一定位销能够穿设于所述第一定位孔中;和/或,所述第二夹持组件还设置有第二定位销,所述第二定位销连接于所述第二底座或所述第二压块,所述样品的端部设置有第二定位孔,所述第二定位销能够穿设于所述第二定位孔中。
13.根据本技术的一些实施例,所述第一底座和所述第一压块相互朝向的表面设置有凹凸不平的花纹特征,和/或,所述第二底座和所述第二压块相互朝向的表面设置有凹凸不平的花纹特征。
14.根据本技术的一些实施例,所述测试工装还包括隔热件,所述隔热件设置于所述箱体的外壁。
15.本技术第二方面实施例的蠕变测试装置,包括机架、负载机构和上述第一方面实施例的测试工装,所述第一夹持组件连接于所述机架,所述负载机构可拆卸地连接于所述第二夹持组件,所述负载机构用于沿所述样品的标距段的长度方向对所述样品施加设定的负载。
16.本技术第二方面实施例的蠕变测试装置,至少具有如下有益效果:通过负载机构连接第二夹持组件可对样品施加设定的负载,将负载机构从第二夹持组件上拆卸可消除负载,样品通过上述实施例的测试工装进行装载,因此,采用本技术实施例的蠕变测试装置能够提高蠕变测试数据的准确性和可靠性。
17.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明,其中:
19.图1为本技术一实施例的测试工装的结构示意图;
20.图2为图1中的加热件及样品的示意图;
21.图3为图2的正视图;
22.图4为本技术另一实施例的测试工装的结构示意图;
23.图5为图4中的箱体的结构示意图;
24.图6为图4中的第二底座的结构示意图;
25.图7为图4中的箱体的部分结构示意图;
26.图8为图4中的箱体的部分结构示意图;
27.图9为本技术另一实施例中的夹持机构的结构示意图;
28.图10为图9中的定位销的结构示意图;
29.图11为图9中的第二底座的结构示意图;
30.图12为图9中的第二压块的结构示意图;
31.图13为本技术另一实施例中的测试工装的结构示意图;
32.图14为图13示出的测试工装的分解示意图;
33.图15为图14中的箱体的结构示意图;
34.图16为图14中的第一压块的结构示意图;
35.图17为本技术另一实施例的测试工装中的测量机构的示意图;
36.图18为图17中的卡块的结构示意图;
37.图19为图17中的指针的结构示意图;
38.图20本技术另一实施例中的测试工装的结构示意图;
39.图21为图20示出的测试工装的分解示意图;
40.图22为图20示出的测试工装中盖板打开状态的示意图。
41.附图标记:
42.箱体100,内腔101,底壁102,第一侧壁103,第二侧壁104,导向槽105,主箱体106,盖板107,百合页108,磁性件109;
43.夹持机构200,第一夹持组件201,第一底座202,第一压块203,第一定位销204,第二夹持组件205,第二底座206,第二压块207,第二定位销208,凸起部209,凸台210,横纹结构的花纹特征211,网格状的花纹特征212,第一连接件213,第二连接件214,承载面215;
44.加热件300,加热板301,加热线圈302,间隙303;
45.感温探头400,支架500;
46.测量机构600,指针601,尖端部602,连接孔603,卡块604,通孔605,开口606,安装孔607,标尺608,刻度609;
47.样品1,标距段2,第一端3,第二端4,第一定位孔5,第二定位孔6,凸起结构7。
具体实施方式
48.下面详细描述本技术的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本技术,而不能理解为对本技术的限制。
49.在本技术的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右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,仅是为了便于描述本技术和简化描述,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技术的限制。
50.在本技术的描述中,若干的含义是一个以上,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二等,只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
51.本技术的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
52.本技术的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
53.在材料样品的拉伸蠕变测试中,通常将样品制成长条状结构,并具有一定长度的标距段,以便测量蠕变位移,而为了方便测试工装对样品的装载,在标距段的两端还预留装夹位置。本技术实施例从测试条件出发,分析发现目前一些蠕变测试装置,在测试时,存在测试条件不稳定或不准确的问题,例如,传感器测量所得的温度与样品标距段的实际问题存在较大偏差、样品拉伸过程存在扭转而导致变形不均以及装夹位置存在应力集中等,从而影响测试结果的准确性,若采用目前的蠕变测试装置辅助研究温度、应力对材料蠕变力学性能的影响,由此获取的材料的蠕变规律可靠性不高。因此,本技术实施例提出一种蠕变测试装置及其测试工装,能够提高蠕变测试数据的准确性和可靠性,从而更准确地获取材料的蠕变规律,从而有助于准确评估材料的力学性能。
54.图1为本技术一实施例的测试工装的结构示意图,参考图1,本技术第一方面实施例提供了一种测试工装,用于样品1的蠕变测试,该测试工装包括箱体100、夹持机构200、加热件300和感温探头400。其中,箱体100具有内腔101,内腔101用于容纳样品1,样品1的两端之间具有设定长度的标距段2。夹持机构200位于内腔101中并连接于箱体100,夹持机构200包括第一夹持组件201和第二夹持组件205,分别用于夹持样品1的两端,从而能够将样品1夹持于箱体100的内腔101中。
55.第一夹持组件201和第二夹持组件205的至少之一能够相对箱体100沿第一方向相背运动,由此,测试时,样品1夹持于第一夹持组件201和第二夹持组件205之间,样品1的标距段2沿第一方向延伸,第一夹持组件201和第二夹持组件205的相背运动能够拉伸标距段2,从而可适应样品1的蠕变位移。加热件300位于内腔101中并连接于箱体100,加热件300用于对标距段2加热。感温探头400对应于标距段2的位置设置于内腔101中,能够与标距段2直接接触。由此可以在箱体100的内腔101中加热样品1标距段2,感温探头400可以直接实时获取样品1标距段2的温度,因此,由该感温探头400测量所得的温度能够准确反映标距段2的实际温度,减少测量温度和实际温度的偏差,从而便于根据感温探头400测量温度将标距段2的实际温度调控至设定测试温度,提高蠕变测试数据的准确性和可靠性。
56.为研究温度、应力对材料蠕变力学性能的影响,在蠕变测试中,能持续加热且保持温度稳定尤为重要,本技术实施例中,箱体100对内腔101中的样品1具有保温作用,能够有
效降低测试过程的热量流失,能够使内腔101中的温度尽可能保持稳定,减少内腔101中的温度梯度,从而避免样品1产生较大的温度变化,有助于提高蠕变测试的准确性。
57.参考图1,在一些实施例中,箱体100的内腔101中还设置有支架500,支架500的一端连接于箱体100或夹持机构200,另一端连接有感温探头400且能够延伸至第一夹持组件201和第二夹持组件205之间的设定位置,从而感温探头400能够与标距段2的背离所述加热件300的一侧接触,由此,感温探头400通过支架500设置于箱体100的内腔101中,在测试过程中,感温探头400直接测量样品1标距段2的温度,与其他方式相比,能够更准确地获取材料样品1标距段2的实际温度,从而保证测试数据的准确性,为材料的力学性能研究提供有利的依据。其中,支架500的具体形状可根据箱体100的内腔101提供的容纳空间进行合理设置,例如,支架500可呈片状,能够节省支架500占用的内腔101空间,另外,支架500能够在外力作用下发生弹性形变,感温探头400凸出于支架500,由此,支架500安装后,可以使感温探头400抵持于标距段2,测试过程中能够保证感温探头400保持接触样品1的标距段2,从而实时测量标距段2的温度。支架500的材料不受限制,具体可以选择常规的金属或非金属材料,支架500制成片状能够有效提高弹性变形能力。
58.在一些实施例中,为增强支架500的弹性力,还可以将支架500进行适当的变形,例如,对支架500进行折弯,从而能够在支架500两端的任意位置形成折弯部(未图示),使连接有感温探头400的一端相对于连接于夹持机构200或箱体100的一端更靠近标距段2,由此,支架500安装后,感温探头400能够抵持于夹持机构200上的样品1,并且支架500具有使感温探头400朝向标距段2抵靠的弹性力,保证感温探头400能够稳定接触样品1的标距段2。
59.图2为图1中的加热件及样品1的示意图,图3为图2的正视图,参考图1至图3,在一些实施例中,加热件300设置于内腔101中对应于样品1的标距段2的位置,当样品1夹持于第一夹持组件201和第二夹持组件205,样品1的标距段2的一侧朝向加热件300,以接受加热件300的热量。具体而言,加热件300包括加热板301和加热线圈302,加热板301位于第一夹持组件201和第二夹持组件205之间,并与箱体100连接,样品1夹持于第一夹持组件201和第二夹持组件205时,加热板301的一侧表面能够朝向标距段2的一侧。加热板301分别与第一夹持组件201和第二夹持组件205之间具有设定间隙,由此,样品1夹持于第一夹持组件201和第二夹持组件205时,标距段2朝向加热板301的一侧与加热板301朝向标距段2的一侧表面之间可避免直接接触并形成间隙303,加热板301受热后可通过内腔101中的空气对样品1的标距段2加热,例如,第一夹持组件201和第二夹持组件205分别具有用于承载样品1的承载面215,承载面215在第二方向承载样品,该第二方向沿垂直于加热板301朝向标距段2的一侧表面,加热板301分别与第一夹持组件201和第二夹持组件205的承载面215之间具有设定间隙,由此,样品1夹持于第一夹持组件201和第二夹持组件205时,标距段2朝向加热板301的一侧与加热板301朝向标距段2的一侧表面之间沿第二方向形成上述的间隙303。
60.其中,加热线圈302可内置于加热板301的内部,或者加热线圈302也可以连接于加热板301的背离标距段2的一侧。需要说明的是,测试过程中,样品1的标距段2局部受热不均易导致标距段2变形不均匀,从而影响蠕变测试结果的准确性,并且还将影响感温探头400测量温度的准确性,使测量温度不能准确反映标距段2实际温度,而该测量温度是调节加热板301加热温度的依据,由此,造成标距段2实际温度与设定温度偏差大,测试结果不准确的问题。本技术实施例中,加热板301与标距段2之间具有设定间隙303,由此,通过内腔101中
的空气对样品1的标距段2加热,使样品1的标距段2受热均匀,避免标距段2局部受热不均的问题,从而保证蠕变测试结果的准确性。
61.根据测试样品1的尺寸、加热板301的尺寸以及所需的测试温度的不同,加热板301朝向标距段2的一侧表面与标距段2之间的间隙303大小可以进行合理配置。在本技术的一些实施例中,加热板301朝向标距段2的一侧表面与标距段2之间的设定间隙303可以为1mm至3mm,例如,可以选择1mm、2mm、3mm或者1mm至3mm之间的任意其他尺寸。在该距离范围内,能够保证加热板301不接触标距段2的同时,加热板301辐射于空气中的热量能够快速传导至标距段2,便于快速调节标距段2的温度。
62.图4为本技术另一实施例的测试工装的结构示意图,参考图4,在一些实施例中,夹持机构200中的第一夹持组件201包括第一底座202和第一压块203,第二夹持组件205包括第二底座206和第二压块207。沿第一方向,第一底座202和第二底座206分别位于加热件300的两侧与箱体100连接,第一压块203与第一底座202可拆卸连接,并能够夹持样品1的一端,第二压块207与第二底座206可拆卸连接,并能够夹持样品1的另一端,由此,样品1能够夹持于箱体100的内腔101中,实现样品1的装载。
63.图5为图4中的箱体的结构示意图,图6为图4中的第二底座的结构示意图,图7为图4中的箱体的部分结构示意图,图8为图4中的箱体的部分结构示意图,参考图4至图8,在一些实施例中,箱体100上设置有导向结构,该导向结构限定第一底座202和第二底座206的至少之一能够相对箱体100沿第一方向移动,从而有效避免样品1产生扭转而影响拉伸蠕变性能的测试。
64.参考图4和图5,箱体100的内腔101包括相对的侧壁,该侧壁沿第一方向延伸,侧壁上设置有导向槽105,该导向槽105沿第一方向延伸,分别设置于侧壁上并连通于箱体100的内腔101。第一底座202和/或第二底座206上朝向侧壁的侧部分别设置有凸起部209,凸起部209能够置于导向槽105内并能沿导向槽105滑动,由此实现沿第一方向的导向,从而限定第一底座202和/或第二底座206沿第一方向移动,样品1装载于第一底座202和第二底座206时,标距段2沿第一方向延伸,由此,导向槽105的设置能够使测试工装保持沿第一方向拉伸样品1,避免样品1发生扭转。
65.参考图4至图6,在一些实施例中,第一底座202固定连接于箱体100,箱体100的侧壁上对应于第二底座206的两侧分别设置有上述的两个沿第一方向延伸的导向槽105,第二底座206上对应于导向槽105的位置分别设置有凸起部209,凸起部209能够置于导向槽105内并能沿导向槽105滑动,从而限定第二底座206能够相对于箱体100沿第一方向移动。由此,测试时,可对第二底座206施加负载,从而通过第二压块207和第二底座206夹持的样品1能够沿第一方向被拉伸,从而产生蠕变位移,且避免产生扭转,保证蠕变测试的准确性。
66.参考图4和图5,在一些实施例中,箱体100包括底壁102和侧壁,底壁102和侧壁合围形成内腔101,其中,底壁102和侧壁可以成型为一体,可简化箱体100的装配,或者,参考图5至图8,箱体100的底壁102和侧壁也可以分别为单个构件,便于加工,底壁102和侧壁通过常规的连接方式相互连接,该方案中,箱体100的底壁102和侧壁采用可拆卸连接的方式,能够实现单个构件的更换,例如可以通过更换底壁102或侧壁实现箱体100尺寸的改变,可适应不同的测试需求。参考图7和图8,两个侧壁分别定义为第一侧壁103和第二侧壁104,其中,第一侧壁103朝向第二侧壁104的一侧设置有导向槽105,第二侧壁104朝向第一侧壁103
的一侧也对应地设置有导向槽105,导向槽105和导向槽105分别用于容纳第二底座206的两侧的凸起部209,其中,沿第一方向,第一侧壁103和第二侧壁104上的导向槽105的长度可根据样品1的蠕变位移进行合理设置,例如,导向槽105的长度也可以延及第一侧壁103和第二侧壁104的全长,或者,导向槽105只延及第一侧壁103和第二侧壁104的长度方向的一部分,该长度只需能够涵盖测试全程第二底座206所需的位移即可,由此可以减少加工量。
67.图9为本技术另一实施例中的夹持机构的结构示意图,图10为图9中的定位销的结构示意图,参考图9和图10,在一些实施例中,可通过定位销对样品1的端部进行定位,避免测试过程样品1滑移,还可通过更换不同尺寸的定位销,以适用不同样品1的不同尺寸的定位孔,实现测试工装的适应性。
68.参考图9和图10,第一夹持组件201还设置有第一定位销204,第一定位销204连接于第一底座202,第一压块203对应设置销孔,或第一定位销204连接于第一压块203,第一底座202对应设置销孔。样品1的端部设置有第一定位孔5(参考图2),样品1装夹于第一夹持组件201时,第一定位销204能够穿设于第一定位孔5中,由此能够对样品1夹持于第一夹持组件201的一端进行定位,能够有效避免测试过程中样品1相对第一夹持组件201滑移,第一压块203安装于第一底座202并压紧样品1,有效避免样品1扭转,从而保障测试结果的准确性。
69.或者,参考图9和图10,第二夹持组件205还设置有第二定位销208,第二定位销208连接于第二底座206,第二压块207对应设置销孔,或第二定位销208连接于第二压块207,第二底座206对应设置销孔。样品1的端部设置有第二定位孔6(参考图2),样品1装夹于第二夹持组件205时,第二定位销208能够穿设于第二定位孔6中,由此能够对样品1夹持于第二夹持组件205的一端进行定位,能够有效避免测试过程中样品1相对第二夹持组件205滑移,第二压块207安装于第二底座206并压紧样品1,有效避免样品1扭转,从而保障测试结果的准确性。
70.或者,参考图9和图10,第一夹持组件201和第二夹持组件205均采用上述设置,样品1的两端分别设置有第一定位孔5和第二定位孔6(参考图2),样品1装夹时,第一定位销204能够穿设于第一定位孔5中,第二定位销208能够穿设于第二定位孔6中,由此能够对样品1的两端进行定位,能够有效避免测试过程中样品1相对第一夹持组件201和第二夹持组件205滑移而影响测试结果的准确性。第一底座202和第一压块203的夹持作用,以及第二底座206和第二压块207的夹持作用,能够有效避免样品1扭转。
71.上述实施例中,在第一夹持组件201中,可在对应的第一底座202和第一压块203上分别设置对应的销孔,装夹样品1时,先将样品1置于第一底座202上,将第一定位销204装入第一底座202上的销孔内,将样品1端部的第一定位孔5对准于第一定位销204套入,再将第一压块203的销孔对应于第一定位销204套入并压紧固定于第一底座202上,使第一定位销204穿设于各销孔和样品1端部的第一定位孔5,实现样品1端部的定位,能防止样品1滑移,第一压块203和第一底座202压紧固定样品1的端部,能有效避免样品1扭转。第二夹持组件205的第二底座206、第二压块207与第二定位销208的连接结构和安装方式与上述第一夹持组件201同理,同样能够实现样品1端部的定位,防止样品1滑移,并能有效避免样品1扭转。
72.参考图9,第一夹持组件201中,第一底座202和第一压块203相互朝向的表面设置有凹凸不平的花纹特征,能够增大第一底座202和第一压块203对样品1端部的摩擦力,从而有效防止样品1相对第一夹持组件201滑移,第一底座202和第一压块203可采用多个螺纹紧
固件通过螺纹连接,能够在一定程度上调节夹持的松紧度,使摩擦力大小可控;或者,参考图11和图12,第二夹持组件205中,第二底座206和第二压块207相互朝向的表面设置有凹凸不平的花纹特征,能够增大第二底座206和第二压块207对样品1端部的摩擦力,从而有效防止样品1相对第二夹持组件205滑移,第二底座206和第二压块207可采用多个螺纹紧固件通过螺纹连接,能够在一定程度上调节夹持的松紧度,使摩擦力大小可控;或者,第一底座202和第一压块203相互朝向的表面,以及第二底座206和第二压块207相互朝向的表面均设置有凹凸不平的花纹特征,从而能够增大第一底座202和第一压块203对样品1端部的摩擦力,以及增大第二底座206和第二压块207对样品1端部的摩擦力,从而有效防止样品1相对第一夹持组件201和第二夹持组件205滑移。
73.图13为本技术另一实施例中的测试工装的结构示意图,图14为图13示出的测试工装的分解示意图,图15为图14中的箱体的结构示意图,图16为图14中的第一压块的结构示意图,参考图13至图16,在一些实施例中,第一夹持组件201可以不设置单独的第一底座202,而是成型在箱体100上,例如,在箱体100的底壁102上沿第一方向的一端设置有凸台210,第一夹持组件201包括第一压块203,第一压块203可拆卸地与凸台210连接,并能够将样品1的一端夹持于第一压块203和凸台210之间,由此,省去了第一底座202单独加工和装配的成本,第二夹持组件205可采用前文实施例的结构,包括第二底座206和第二压块207,用于夹持样品1的另一端,并能够相对箱体100沿第一方向移动,第二底座206和箱体100之间的导向结构可以采用前文实施例的配置,同理能够起到同样的导向效果,从而保障样品1的标距段2能够沿长度方向被拉伸,避免产生扭转,保证蠕变测试的准确性。
74.在一些实施例中,参考图14至图16,凸台210和第一压块203相互朝向的表面可设置凹凸不平的花纹特征,能够增大凸台210和第一压块203对样品1端部的摩擦力,从而有效防止样品1相对凸台210滑移;或者,参考图14,第二夹持组件205中,第二底座206和第二压块207相互朝向的表面设置有凹凸不平的花纹特征,能够增大第二底座206和第二压块207对样品1端部的摩擦力,从而有效防止样品1相对第二夹持组件205滑移;或者,参考图14至图16,凸台210和第一压块203相互朝向的表面,以及第二底座206和第二压块207相互朝向的表面均设置有凹凸不平的花纹特征,从而能够增大凸台210和第一压块203对样品1端部的摩擦力,以及增大第二底座206和第二压块207对样品1端部的摩擦力,从而有效防止样品1相对凸台210和第二夹持组件205滑移。
75.上述实施例中的花纹特征,可以是垂直于标距段2长度方向的多个条状凸棱或凹槽,由此形成横纹结构的花纹特征211(参考图14至图16);或者,也可以是多个条状凸棱或凹槽交错形成网格状的花纹特征212(参考图11和图12);或者,也可以是多条沿垂直于标距段2长度方向延伸的波浪形凸起或凹槽形成的花纹特征,或者,也可以是多个点状凸或凹槽起形成的花纹特征;或者是有其他规则或不规则的凸起或凹槽结构形成的凹凸不平的表面结构,可用于增大夹持样品1的摩擦力。
76.图17为本技术另一实施例的测试工装中的测量机构的示意图,图18为图17中的卡块的结构示意图,图19为图17中的指针的结构示意图,参考图17至图19,在一些实施例中,测试工装还包括测量机构600,测量机构600位于内腔101中,包括标尺608、指针601和卡块604。标尺608连接于箱体100并沿第一方向延伸,标尺608上设置有刻度609,卡块604连接于指针601,指针601指向刻度609,卡块604用于与标距段2连接;其中,根据指针601在刻度609
上移动的距离来获取标距段2的蠕变位移,该测量机构600结构简单且读数直观。
77.在一些实施例中,测量机构600可设置有一个指针601,通过一个卡块604连接于样品1的标距段的设定位置,测试开始时记录指针601指向的标尺608的初始刻度读数,随着样品1上负载的作用,样品1的标距段2被逐渐拉伸,从而使得指针601的位置发生变化,因此,可在测试过程中根据指针601的实时读数减去初始刻度读数获取标距段2的蠕变位移,当然,也可以调整指针或标尺位置,测试开始时指针601指向的标尺608的0刻度,在测试过程中指针601的实时读数即为标距段2的蠕变位移。
78.或者,在一些实施例中,测量机构600可设置有两个指针601,两个卡块604分别连接一个指针601并设置于样品1的标距段2的两端。随着样品1上负载的作用,样品1的标距段2被逐渐拉伸,因此,两个指针601之间的间距将逐渐变大,可通过指针601指向标尺608的刻度609来读取指针601之间的距离,由此指针601能够配合标尺608测量两个指针601之间的距离,以获取标距段2的蠕变位移。
79.或者,在一些实施例中,测量机构600可设置有三个或更多数量的指针601,各指针601分别通过卡块604连接于样品1的标距段2的设定位置,同理,测试过程中,随着样品1上负载的作用,样品1的标距段2被逐渐拉伸,因此,相邻两个指针601之间的间距将逐渐变大,可通过各指针601指向标尺608的刻度609来读取相邻指针601之间的距离,由此可分段获取标距段2上设定位置的指针601之间的各段的蠕变位移。
80.参考图17至图19,卡块604具有供样品1置入的通孔605,且一侧具有连通于通孔605的开口606,样品1能够通过该开口606进入穿入通孔605中,指针601组件还包括紧固件,卡块604上对应于开口606的位置设置有安装孔607,指针601对应设置有连接孔603,指针601可置入该开口606中,并通过紧固件穿过安装孔607和连接孔603并紧固安装于该卡块604从而将指针601锁紧于卡块604的开口606处。或者,卡块604上设置有安装孔607,指针601对应设置有连接孔603,指针601置于卡块604上方通过紧固件穿过连接孔603和安装孔607并紧固连接于卡块604,能够将指针601锁紧固定于卡块604上。其中,指针601的朝向标尺608的一端具有尖端部602,该尖端部602的末端尖点用于对应标尺608的刻度609,读数时,读取该尖端部602的末端尖点对应于标尺608的刻度609,能提高读数的准确性。指针601的连接孔603呈长圆形的结构,沿靠近或远离标尺608的方向具有设定的长度。紧固件安装时,可通过连接孔603调节指针601相对标尺608的位置,使指针601对应于标尺608上的刻度609后锁紧紧固件以固定指针601的位置。指针601的尖端部602的末端尖点与标尺608的距离可根据读数箱体100的内腔101空间和安装需求进行合理配置,本实施例的测试工装中,该距离可为1mm至3mm,例如,可以为1mm、2mm、3mm或1mm至3mm范围内的任意值,将尖端部602的末端尖点与标尺608的距离设置于该范围内,能够有效保证读数的便利性和准确性,并减小内腔101空间的占用。
81.在一些实施例中,标尺608的刻度609为0.5mm,样品1标距段2为100mm,因此目视测量的应变精度为0.005,满足蠕变位移测量的精确度要求。
82.在一些实施例中,参考图1和图17,第一夹持组件201固定连接于箱体100,样品1的第一端3连接于第一夹持组件201,因此,通过卡块604连接于样品1的第一端3的指针601位置不变,指向标尺608上的相应读数不随样品1的变形而改变,而第二夹持组件205夹持样品1的第二端4并能够相对箱体100沿第一方向移动,由此,通过卡扣连接于样品1的第二端4的
指针601,随着样品1的拉伸变形而相对标尺608移动,因此,只需读取该指针601的读数即可计算蠕变位移,结构简单,具有较高的稳定性,且读数直观,由此能够实时且精准地反馈准确蠕变数据,提高材料蠕变测试的准确性和可靠性。其中,样品1的标距段2和样品1的第一端3和第二端4之间分别设置有过渡段,卡块604可连接于该过渡段,两端的过渡段分别设置有沿垂直于第一方向突出的凸起结构7,凸起结构7能够用于对卡块604限位,避免卡块604沿第一方向移动,从而保证卡块604的位置稳定性。
83.需要说明的是,目前常用的一些蠕变测试装置中,使用高温引伸计将样品1的长度变化导出,该方案需要专门的数据采集仪器获取样品1长度变化数据。测量成本较高,且其测试安装时,需要熟练的技术工人,并且技术工人具有相应的工作周期,需要进行新工人的培训和更换,人工成本较高。本技术实施例的测试工装,通过上述的测量机构600获取相应的蠕变数据,其机构简单,成本低廉,只需将指针601组件安装于样品1上即可,装配要求低,无需专门的技术工人进行安装,能够有效节省人工成本,并且,测量机构600能够实时、快速且准确地获取指针601间的间距,从而准确反馈蠕变数据。
84.图20本技术另一实施例中的测试工装的结构示意图,图21为图20示出的测试工装的分解示意图,图22为图20示出的测试工装中盖板107打开状态的示意图,参考图20至图22,在一些实施例中,测试工装还包括隔热件,隔热件设置于箱体100上,可设置于箱体100的内壁或外壁,能够有效限制箱体100内腔101中的热量散失,以及减少外界温度变化对箱体100内腔101温度的影响。隔热件设置于箱体100外壁,能够避免占用箱体100的内腔101的空间。隔热件由隔热材料制成,隔热材料可选择玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶毡、真空板等具有隔热作用的材料,隔热性能好,且材料应用广泛,易于获取。
85.参考图20至图22,在一些实施例中,箱体100包括主箱体106和盖板107,主箱体106的内部设置有一侧敞口的内腔101,盖板107连接于主箱体106并能够相对主箱体106运动以打开或封盖敞口,从而打开或封闭内腔101。将盖板107打开,可通过敞口向内腔101中装夹样件,装夹完成后可关闭盖板107以封盖敞口,从而形成封闭的内腔101,可对内腔101中的样品1起到保温作用,有效限制箱体100内腔101中的热量散失,使样品1保持位于相对稳定的温度环境中。在一些实施例中,盖板107或主箱体106的外壁设置有隔热件,用于对盖板107或主箱体106进行隔热,或者,盖板107和主箱体106的外壁均设置有隔热件,用于对盖板107和主箱体106进行隔热,能够有效限制箱体100内腔101中的热量散失,以及减少外界温度变化对箱体100内腔101温度的影响。或者,在一些实施例中,盖板107可由隔热材料制成,例如,盖板107的材料可选择玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶毡、真空板等具有隔热作用的材料。从而盖板107具有一定的隔热作用,能够有效减少内腔101中的热量散失。
86.其中,盖板107的打开和关闭可以采用旋转、推拉等方式,例如,在一些实施例中,盖板107的一侧与主箱体106枢接,例如,参考图1,盖板107的一侧与主箱体106可通过百合页108连接实现枢接。由此,可通过盖板107相对主箱体106的旋转而打开或关闭主箱体106的敞口。盖板107的另一侧可通过卡扣、锁扣等方式于主箱体106连接,实现盖板107的固定。在一些实施例中,参考图22,盖板107的另一侧通过磁性件109与主箱体106磁吸连接,易于盖板107的开合,便于在测试过程中观察样品1状态。例如盖板107由具有磁吸性的材料制成,主箱体106对应于盖板107的另一侧的侧壁上设置有磁性件109,能够对盖板107进行磁吸固定;或者反之,主箱体106由具有磁吸性的制成,盖板107的另一侧对应于箱体100的侧
壁的位置设置有磁性件109,能够对箱体100进行磁吸固定;或者,盖板107的另一侧和箱体100的侧壁的对应位置分别设置有磁性件109,且极性相反,由此盖板107和箱体100能够磁性件109磁吸固定。由此,测试时盖板107可通过磁吸作用保持闭合,以防内部结构或零件被刮伤,同时可避免烫伤工作人员。需观察内部结构时可简易打开。
87.主箱体106可使用铝、钢等结构强度较高的材料,能够保障主箱体106的强度,避免连接失效导致测试中断。
88.参考图13、图14、图20至图22,在一些实施例中,第一夹持组件201与箱体100固定连接,第二夹持组件205能够相对箱体100沿第一方向移动。第一夹持组件201的背离样品1的一端,或者箱体100上对应于第一夹持组件201的一端还连接有第一连接件213,第一连接件213用于测试工装的固定连接。第二夹持组件205的背离样品1的一端连接有第二连接件214,第二连接件214用于连接负载机构,负载机构通过第二夹持组件205对样品1施加设定的负载,从而能够将样品1沿第一方向进行拉伸。
89.本技术第二方面实施例提供了一种蠕变测试装置(未图示,部分可参考前文),包括机架、负载机构和上述第一方面实施例的测试工装,第一夹持组件201连接于机架,负载机构可拆卸地连接于第二夹持组件205,负载机构用于沿样品1的第一方向对样品1施加设定的负载,从而能够对样品1进行拉伸蠕变测试,将负载机构从第二夹持组件205上拆卸可消除负载,便于连接和拆卸,样品1通过上述实施例的测试工装进行装载,能够提高蠕变测试数据的准确性和可靠性。
90.在一些实施例中,第一夹持组件201的背离样品1的一端,连接有第一连接件213,第一夹持组件201通过第一连接件213连接于机架,或者箱体100上对应于第一夹持组件201的一端还连接有第一连接件213,第一连接件213通过箱体100和第一连接件213连接于机架,从而实现测试工装的固定。第二夹持组件205的背离样品1的一端连接有第二连接件214,第二夹持组件205通过第二连接件214连接于负载机构,负载机构通过第二夹持组件205对样品1施加设定的负载,从而能够将样品1沿第一方向进行拉伸。其中,负载机构可以是具有设定重量的配重块(例如砝码),测试工装沿上下方向设置,使装载于测试工装上的样品1的标距段2沿上下方向延伸,第一连接件213位于第二连接件214的上方,将配重块挂接于第二连接件214,能够对样品1施加设定的负载并保持负载不变。或者,负载机构也可以是测试装置常用的拉力设备,通过沿第一方向对第二连接件214施加恒定的拉力,也能满足所需的测试条件。
91.本技术实施例的测试工装,还可以用于进行应力松弛测试,即保持被测样品1的温度恒定和总长不变条件下,检测应力变化。可在上述实施例的基础上,将第一夹持组件201和第二夹持组件205均与箱体100固定连接,其他结构可不做改变,通过第一夹持组件201和第二夹持组件205夹持样品1的两端,由此能够保持样品1的总长不变,测试过程中,通过感温探头400直接接触样品1测量温度,能够准确反馈样品1的实际温度,从而有益于温度调节的准确性,使得样品1实际温度与需求温度一致,由此保证测试数据的准确性和可靠性。
92.本技术实施例的测试工装及蠕变测试装置,可应用于动力电池领域中,用于评估电芯中相应的材料的蠕变力学性能。可以理解的是,动力电池领域中,锂离子电池各种电器和电动汽车中应用广泛。但由于动力电池的高电压特性,使得锂离子电池在充放电和储存过程中电解液发生反应会产生气体,内部气压会逐渐增大,在高温或者滥用的情况下副反
应加剧,生成大量气体使电池内压上升,导致内部结构件产生蠕变,同时伴随着电池生命周期中温度的变化,会使得电池内部结构件在内压导致的应力和温度的影响下产生蠕变现象,导致整体寿命产生衰减。因此评估材料的蠕变力学性能是评估电池寿命的重要一环。由上述可知,应用本技术实施例的测试工装及蠕变测试装置进行材料的蠕变力学性能测试,能够有效保证蠕变数据的准确性和可靠性,从而为电池结构件的选材提供有力的依据,有助于延长电池寿命。
93.上面结合附图对本技术实施例作了详细说明,但是本技术不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
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