[實用新型]一種懸浮電磁激勵諧振式疲勞試驗裝置

有效

• 申請號: 201420223253.0
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN203941068U
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 周迅;陳大為;楊柳青;胡明;陳文華
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N3/38
• 分類號: G01N3/38
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于疲勞試驗技術領域，涉及疲勞試驗裝置，具體涉及一種懸浮電磁激勵諧振式疲勞試驗裝置。

背景技術

疲勞可靠性是衡量各類機電裝備品質的重要參數。疲勞可靠性的設計需要了解材料或受力結構的抗疲勞性能，目前疲勞試驗是獲取材料或結構抗疲勞性能的主要手段。

疲勞試驗機的主要技術指標包括試驗載荷精度、試驗頻率等。目前，疲勞試驗機主要有純機械加載式、電液伺服加載式以及電磁加載式等三種，最早出現的純機械加載方法存在結構復雜、精度低、自動化程度低等不足，逐漸由自動化程度更高的電液伺服式和電磁加載式所取代。其中電液伺服式試驗機精度高，但試驗頻率較低。電磁式疲勞試驗機的試驗頻率高，但是噪聲大，且精度略低。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種懸浮電磁激勵諧振式疲勞試驗裝置，噪聲小、頻率高、精度高、能耗低。

本實用新型包括試件夾持臂、永磁鐵盒、永磁鐵、電磁鐵和控制系統。所述兩個試件夾持臂的底部分別與一個永磁鐵盒固定；兩個永磁鐵盒的內部均設有永磁鐵；所述的兩塊電磁鐵分別設置在兩個永磁鐵盒的正下方。

所述的控制系統包括加速度傳感器、力傳感器、信號采集器、上位機、信號發生器和功率放大器。所述的兩個加速度傳感器分別固定在兩個永磁鐵盒的外側壁，兩個力傳感器的頂部分別與一塊電磁鐵的底部固定；所述兩個加速度傳感器及兩個力傳感器的信號輸出端并聯接入信號采集器的信號輸入端；信號采集器通過USB口接入上位機，上位機通過USB口輸出至信號發生器；信號發生器根據上位機發來的指令和參數生成模擬調制信號，傳給功率放大器的輸入端；所述的模擬調制信號包括正相電流信號和反相電流信號；功率放大器的正相電流輸出端與一個電磁鐵的電流輸入端連接，反相電流輸出端與另一個電磁鐵的電流輸入端連接。

所述的試件夾持臂的材料為合金鋼，永磁鐵盒的材料為鋁合金。

所述永磁鐵盒的底部固定有底蓋，永磁鐵設置在底蓋上。所述試件夾持臂的頂部側壁開設有試件安裝孔，頂部端面開設有吊索伸入槽和試件緊定螺紋孔；所述試件安裝孔的橫截面為方形；所述吊索伸入槽和試件緊定螺紋孔的底部均與試件安裝孔的孔壁貫通。

本實用新型具有的有益效果是：

本實用新型利用彎曲（扭轉）諧振原理，通過懸浮電磁激勵方式進行加載。與傳統電磁加載式疲勞試驗機相比，去除了加載力推桿，采用了電磁鐵與永磁鐵之間的推拉作用來加載，是一種非接觸式加載，因而系統噪聲小，能耗低，且加載力不會受到局部結構變形和振動的干擾，加載力更加容易控制，可在較大程度上改善試驗的精度。

附圖說明

圖1為本實用新型的工作原理示意圖；

圖2為本實用新型中控制系統的結構示意圖；

圖3為本實用新型中試件夾持臂及永磁鐵盒與試件的整體裝配立體圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，一種懸浮電磁激勵諧振式疲勞試驗裝置，包括試件夾持臂1、永磁鐵盒2、永磁鐵3、電磁鐵4和控制系統。兩個試件夾持臂1的底部分別與一個永磁鐵盒2固定；兩個永磁鐵盒2的內部均設有永磁鐵3；兩塊電磁鐵4分別設置在兩個永磁鐵盒2的正下方。試件夾持臂1的材料為合金鋼，永磁鐵盒2的材料為鋁合金。

如圖2所示，控制系統包括加速度傳感器5、力傳感器6、信號采集器9、上位機10、信號發生器11和功率放大器12。兩個加速度傳感器5分別固定在兩個永磁鐵盒2的外側壁，兩個力傳感器6的頂部分別與一塊電磁鐵4的底部固定；兩個加速度傳感器5及兩個力傳感器6的信號輸出端并聯接入信號采集器9的信號輸入端；信號采集器9通過USB口接入上位機10，上位機10通過USB口輸出至信號發生器11；信號發生器11根據上位機發來的指令和參數生成模擬調制信號，傳給功率放大器12的輸入端；模擬調制信號包括正相電流信號和反相電流信號；功率放大器12的正相電流輸出端與一個電磁鐵4的電流輸入端連接，反相電流輸出端與另一個電磁鐵4的電流輸入端連接。

如圖3所示，永磁鐵盒2的底部固定有底蓋2-1，永磁鐵3設置在底蓋2-1上。試件夾持臂1的頂部側壁開設有試件安裝孔1-1，頂部端面開設有吊索伸入槽1-2和試件緊定螺紋孔1-3；試件安裝孔1-1的橫截面為方形；吊索伸入槽1-2和試件緊定螺紋孔1-3的底部均與試件安裝孔1-1的孔壁貫通。

該懸浮電磁激勵諧振式疲勞試驗裝置的工作原理：