[實用新型]一種雙試驗段棒狀疲勞試樣

有效

• 申請號: 201520966431.3
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN205138884U
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 余立;吳立新;李榮鋒;薛歡;杜麗影;劉冬;凃應宏
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

技術領域

本實用新型屬于金屬材料中厚板疲勞性能測試技術領域，尤其涉及一種雙試驗段棒狀疲勞試樣。

背景技術

疲勞是材料在應力不斷變化過程中的一種主要破壞形式之一。許多大型結構和零件的失效均是疲勞破壞，在其服役周期內其工作應力往往低于材料的屈服強度。零部件在循環載荷條件下，經過長時間的運行發生失效的現象稱為金屬的疲勞。疲勞破壞的特點是周期較長，不易覺察，且危害性極大，因此對于重點鋼結構的母材或焊接接頭都必須經過疲勞性能的評估，目前主要評估方法就是做疲勞試驗。

疲勞強度設計是建立在試驗基礎上的一門科學。只有模擬真實的載荷及環境，對被研制的設備或零部件進行實物試驗，才能正確評價材料真實的疲勞特性，驗證疲勞設計的預期效果。但是，由于整機試驗的成本太高，而零部件的疲勞試驗雖不如整機試驗接近實際，卻比用標準試樣更接近工況，所以，關鍵零部件的疲勞試驗是疲勞設計中的一個重要環節。在零部件的疲勞試驗中，要消耗大量的零部件試樣，對于不同的設計方案，又要制作不同結構的試樣，很不方便。因此，如圖1所示，一般多用結構簡單、造價低廉的標準試樣在正弦波載荷下進行疲勞試驗，以提供疲勞性能數據和疲勞設計數據，圖1中，X—時間、Y—應力、1—單次應力循環、2—最大應力σ_max(N/mm²)、3—平均應力σ_m(N/mm²)、4—最小應力σ_min(N/mm²)、5—應力幅σ_a(N/mm²)、6—應力范圍Δσ(N/mm²)。由此可見，疲勞試驗在疲勞研究和疲勞設計中占有舉足輕重的地位。

目前，疲勞試驗存在最大的問題就是周期太長，一般情況下做出某種金屬材料的疲勞極限強度需要10件左右的試樣，每件試樣需要承受一千萬次的循環載荷，按試驗頻率100Hz計算，試驗機需要每天24小時不停的運轉長達11.5天，這還不包括裝夾試樣間隙和設備維護的時間。并且隨著人們對結構安全的重視和下游客戶對產品要求越來越高，疲勞試驗的需求也在逐年遞增，每年會有十幾組甚至幾十組的鋼種需要疲勞數據，試驗需求日益增長和試驗效率低的矛盾日益突出，嚴重制約了產品研發的進度。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于，提供一種雙試驗段棒狀疲勞試樣，它能在滿足標準規定的前提下，大大提高試驗效率，縮短試驗周期。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種雙試驗段棒狀疲勞試樣，包括同軸設置的兩個試驗段，每個試驗段的外端設置有夾持端，兩個試驗段的內端之間設置有備用夾持端，所述夾持端和備用夾持端的外周均設有螺紋。

按上述技術方案，所述試驗段包括等截面的中間段以及設置在所述中間段兩端的延展段，所述延展段的外周面為光滑曲面。

按上述技術方案，所述中間段的直徑為夾持端直徑的一半。

本實用新型具有以下有益效果：本實用新型通過將兩根試樣“串聯”在一起，在兩個試樣之間增加了備用夾持端，采用本實用新型進行疲勞試驗時，當其中一個試驗段發生失效后，可以將備用夾持端從中間切斷，讓備用夾持端旋入試驗機夾具內，對未失效的另一個試驗段繼續進行試驗，當另一個試驗段失效，則試驗結束，前者的壽命值為試驗中斷前的循環次數，而后者失效的壽命為中斷前后壽命的總和，也就是說兩件試樣在同一個時間段里就經歷了絕大多數的疲勞壽命周期，考慮到同種試樣在疲勞壽命末期失效的時間不會相差很大，因此可以說以前一件試樣所經歷的時間周期內可以完成兩件試樣，大大提高了試驗效率，縮短了試驗周期。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是疲勞應力循環圖；

圖2是本實用新型實施例的結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例的試驗周期示意圖；

圖4為傳統試樣的試驗周期示意圖。

圖中：1-夾持端、2-備用夾持端、3-試驗段。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。