一种流体介质作用的单轴双向拉伸成形装置及其使用方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115931575A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211550791.6(22)申请日2022.12.05(71)申请人吉林大学地址130000吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人胡志清谢永康郑祺峰冀世军邓玉山赵继刘昆(74)专利代理机构北京专赢专利代理有限公司11797专利代理师李斌(51)Int.Cl.G01N3/10(2006.01)G01N3/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图8页(54)发明名称一种流体介质作用的单轴双向拉伸成形装置及其使用方法(57)摘要本发明适用于金属材料拉伸试验技术领域，提供了一种流体介质作用的单轴双向拉伸成形装置及其使用方法，装置由外缸筒、活塞组件、流体介质、大流体腔、小流体腔和供给系统组成；外缸筒通过截止阀与供给系统连接；所述滑动式活塞组件由大活塞、密封圈一、活塞筒、密封圈二、支撑筒、拉杆一、试验件、拉杆二、推力轴承、拉伸活塞、密封圈三、连接螺杆以及密封圈四构成。基于该装置的成形方法通过利用流体介质的体积变化实现试验件的双向拉伸变形，该方法包括安装试验件、注入流体介质、拉伸试验件以及卸载，取出试验件的步骤。本发明能够实现试验件的双向深拉，实现均匀变形，同时能够在不同流体介质中检测试验件的力学性能。CN115931575ACN115931575A权利要求书1/2页1.一种流体介质作用的单轴双向拉伸成形装置，包括外缸筒、活塞组件、流体介质、大流体腔、小流体腔以及供给系统，其特征在于：所述外缸筒上开设有注入孔并通过截止阀与供给系统连接；所述活塞组件包括密封圈一、活塞筒、密封圈二、支撑筒、试验件、推力轴承、拉伸活塞、密封圈三、连接螺杆和密封圈四，以及：大活塞，所述大活塞的顶部固定连接有限位块一，且大活塞的顶部内开设有至少一个通孔；拉杆一，所述拉杆一与大活塞之间采用焊接或螺纹连接；拉杆二，所述拉杆二的法兰盘顶部固定连接有限位块二，所述拉杆二的法兰盘底部开设有螺纹孔，所述螺纹孔与连接螺杆螺纹连接，并将推力轴承、密封圈三以及拉伸活塞连接；所述大流体腔由大活塞底部、密封圈一以及外缸筒内壁构成；所述小流体腔由大活塞顶部、活塞筒内壁、密封圈二、拉伸活塞底部、密封圈三、连接螺杆以及密封圈四构成；所述活塞筒底部与大活塞螺纹连接，且所述活塞筒底部通过固定安装密封圈二的方式与大活塞密封固定；所述大活塞的侧壁与外缸筒滑动连接，且所述大活塞的侧壁通过固定安装密封圈一的方式与外缸筒密封；所述拉伸活塞的侧壁与活塞筒内侧壁滑动连接，且所述的拉伸活塞的侧壁通过固定安装密封圈四的方式与活塞筒密封；所述支撑筒安装在大活塞与拉伸活塞之间，用于支撑并限制拉伸活塞旋转，所述支撑筒的侧壁上设有对称设置的开孔，开孔的尺寸大于试验件的尺寸，且所述支撑筒的两个端部内分别开设有卡槽一和卡槽二，卡槽一和卡槽二分别嵌在限位块一和限位块二上。2.根据权利要求1所述的流体介质作用的单轴双向拉伸成形装置，其特征在于，所述试验件通过销轴或螺纹与拉杆一在小流体腔中与大活塞相连接，所述试验件通过销轴或螺纹与拉杆二在小流体腔中与拉伸活塞相连接。3.根据权利要求2所述的流体介质作用的单轴双向拉伸成形装置，其特征在于，所述销轴至少设有两个。4.根据权利要求1所述的流体介质作用的单轴双向拉伸成形装置，其特征在于，所述流体介质包括液压油、纯净水、盐水、碱水、海水、空气、氮气、氧气以及甲烷气。5.根据权利要求1所述的流体介质作用的单轴双向拉伸成形装置，其特征在于，所述外缸筒垂直放置或水平安置。6.一种根据权利要求1‑5任一所述的流体介质作用的单轴双向拉伸成形装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、安装试验件将支撑筒放在大活塞与拉杆二之间，支撑筒顶部的卡槽一和卡槽二分别嵌在限位块一和限位块二上，通过销轴或螺纹将试验件连接在拉杆一和拉杆二之间，与此同时，将推力轴承、拉伸活塞、密封圈三、连接螺杆以及密封圈四放置在拉杆二的顶部，转动连接螺杆，使得连接螺杆与拉杆二实现螺纹连接，但不旋紧，此时下压活塞筒，当活塞筒与大活塞螺纹接触2CN115931575A权利要求书2/2页时，固定大活塞，然后旋转活塞筒，使得活塞筒与大活塞螺纹连接，并压紧密封圈二，紧固连接螺杆并压紧密封圈三，实现密封固定，试验件安装完毕；步骤二、注入流体介质打开截止阀，供给系统将流体介质通过注入孔充入大流体腔中，同时流体介质通过大活塞上的通孔进入活塞筒中，直至流体充满大流体腔和小流体腔为止，关闭截止阀；步骤三、拉伸试验件通过外力下压活塞筒，使大活塞下行并迫使大流体腔中的流体介质流入到小流体腔内，小流体腔内的流体介质作用在拉伸活塞上，迫使拉伸活塞向上运动拉伸试验件，实现试验件的拉伸变形；步骤四、卸载，取