[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

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σ_max(N/mm²)、3—平均應(yīng)力σ_m(N/mm²)、4—最小應(yīng)力σ_min(N/mm²)、5—應(yīng)力幅σ_a(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。