[實用新型]一種雙試驗段棒狀疲勞試樣有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201520966431.3 | 申請日: | 2015-11-27 |
| 公開(公告)號: | CN205138884U | 公開(公告)日: | 2016-04-06 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 余立;吳立新;李榮鋒;薛歡;杜麗影;劉冬;凃應(yīng)宏 | 申請(專利權(quán))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 |
| 地址: | 430080 湖北*** | 國省代碼: | 湖北;42 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 試驗 段棒狀 疲勞 試樣 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型屬于金屬材料中厚板疲勞性能測試技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種雙試驗段棒狀疲勞試樣。
背景技術(shù)
疲勞是材料在應(yīng)力不斷變化過程中的一種主要破壞形式之一。許多大型結(jié)構(gòu)和零件的失效均是疲勞破壞,在其服役周期內(nèi)其工作應(yīng)力往往低于材料的屈服強度。零部件在循環(huán)載荷條件下,經(jīng)過長時間的運行發(fā)生失效的現(xiàn)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(jié)構(gòu)的母材或焊接接頭都必須經(jīng)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(shè)計是建立在試驗基礎(chǔ)上的一門科學(xué)。只有模擬真實的載荷及環(huán)境,對被研制的設(shè)備或零部件進(jìn)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(shè)計的預(yù)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(biāo)準(zhǔn)試樣更接近工況,所以,關(guān)鍵零部件的疲勞試驗是疲勞設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。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(shè)計方案,又要制作不同結(jié)構(gòu)的試樣,很不方便。因此,如圖1所示,一般多用結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉的標(biāo)準(zhǔn)試樣在正弦波載荷下進(jìn)行疲勞試驗,以提供疲勞性能數(shù)據(jù)和疲勞設(shè)計數(shù)據(jù),圖1中,X—時間、Y—應(yīng)力、1—單次應(yīng)力循環(huán)、2—最大應(yīng)力σmax(N/mm2)、3—平均應(yīng)力σm(N/mm2)、4—最小應(yīng)力σmin(N/mm2)、5—應(yīng)力幅σa(N/mm2)、6—應(yīng)力范圍Δσ(N/mm2)。由此可見,疲勞試驗在疲勞研究和疲勞設(shè)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(huán)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(zhuǎn)長達(dá)11.5天,這還不包括裝夾試樣間隙和設(shè)備維護(hù)的時間。并且隨著人們對結(jié)構(gòu)安全的重視和下游客戶對產(chǎn)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(shù)據(jù),試驗需求日益增長和試驗效率低的矛盾日益突出,嚴(yán)重制約了產(chǎn)品研發(fā)的進(jìn)度。
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于,提供一種雙試驗段棒狀疲勞試樣,它能在滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種雙試驗段棒狀疲勞試樣,包括同軸設(shè)置的兩個試驗段,每個試驗段的外端設(shè)置有夾持端,兩個試驗段的內(nèi)端之間設(shè)置有備用夾持端,所述夾持端和備用夾持端的外周均設(shè)有螺紋。
按上述技術(shù)方案,所述試驗段包括等截面的中間段以及設(shè)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(shù)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(lián)”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(jìn)行疲勞試驗時,當(dāng)其中一個試驗段發(fā)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(nèi),對未失效的另一個試驗段繼續(xù)進(jìn)行試驗,當(dāng)另一個試驗段失效,則試驗結(jié)束,前者的壽命值為試驗中斷前的循環(huán)次數(shù),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(jīng)歷了絕大多數(shù)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(jīng)歷的時間周期內(nèi)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(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明,附圖中:
圖1是疲勞應(yīng)力循環(huán)圖;
圖2是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)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(tǒng)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(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)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。
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