[發明專利]可調節彎曲疲勞模式的材料力學性能測試儀與測試方法

有效

• 申請號: 201610208879.8
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN105758733B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 趙宏偉;霍占偉;代曉航;劉先華;李檸;張世忠;王順博;苗淼
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20;G01L3/00;G01B11/16;G01B11/26
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

1.一種可調節彎曲疲勞模式的材料力學性能測試儀，其特征在于：包括彎曲疲勞加載單元、夾持單元、伴隨運動單元及精密檢測單元，在傳動鏈上采用曲柄搖桿傳動機構來實現懸臂彎曲疲勞加載；曲柄（30）的長度可調，實現不同應力幅的疲勞試驗；搖桿（6）相對于夾持單元實現-45°～+45°角度調節，即實現不同平均應力的疲勞試驗；所述彎曲疲勞加載單元通過精密檢測單元的扭矩傳感器（10）與夾持單元連接，夾持單元通過右側夾具轉軸（15）與伴隨運動單元連接，精密檢測單元與左側夾具轉軸（22）過盈連接；彎曲疲勞加載單元通過蝸輪蝸桿傳動副以及曲柄搖桿傳動機構將直流電機的單方向轉動，變換為夾持單元的往復回轉運動，彎曲試樣（19）隨著夾持單元的往復回轉而被反復彎曲，而伴隨運動單元在彎曲試樣（19）的拖動下，做出伴隨的旋轉以及平移。

2.根據權利要求1所述的可調節彎曲疲勞模式的材料力學性能測試儀，其特征在于：所述的彎曲疲勞加載單元是：直流電機（20）作為動力源，直流電機（20）通過電機法蘭（26）固定在中板（29）上，所述中板（29）的上面通過立柱Ⅲ（25）與上板（18）固定連接，下面通過立柱Ⅰ（1）與下板（2）固定連接；電機軸與蝸桿（27）通過緊固螺釘固連，蝸輪（28）與蝸桿（27）構成蝸輪蝸桿傳動副；蝸輪（28）通過平鍵與曲柄銷軸（5）連接，并通過緊固螺釘鎖緊。

3.根據權利要求1所述的可調節彎曲疲勞模式的材料力學性能測試儀，其特征在于：所述的曲柄搖桿傳動機構是：曲柄銷軸（5）的中間部分裝有深溝球軸承，軸承內圈的軸向定位一邊與曲柄銷軸（5）的軸肩相接觸，另一邊與軸用彈性擋圈相接觸；軸承的外圈裝在中板（29）的軸承座孔里，軸承外圈的軸向一邊與軸承座孔的臺肩相接觸，另一邊與軸承端蓋接觸，通過螺釘壓緊；曲柄銷軸（5）的另一端設有垂直于曲柄銷軸（5）軸線的螺紋孔，曲柄銷軸（5）與曲柄（30）通過螺紋連接；曲柄（30）與曲柄銷套（4）通過螺紋連接，曲柄銷套（4）另一端的盲孔與搖桿滑套（3）的銷間隙配合，在盲孔內裝有銅套；搖桿滑套（3）的另一端套在搖桿（6）上，搖桿滑套（3）相對于搖桿（6）軸向自由滑動。

4.根據權利要求3所述的可調節彎曲疲勞模式的材料力學性能測試儀，其特征在于：所述的曲柄（30）外圓柱面加工有不同旋向的螺紋，分別與曲柄銷套（4）和曲柄銷軸（5）螺紋連接，當旋動曲柄（30）時，曲柄銷套（4）與曲柄銷軸（5）的距離將增加或減少，從而實現了曲柄（30）長度的調節，最終實現不同應力幅的疲勞試驗；為便于旋動曲柄（30），將曲柄（30）的兩端設為外六角的形狀。

5.根據權利要求1所述的可調節彎曲疲勞模式的材料力學性能測試儀，其特征在于：所述的夾持單元是：搖桿（6）與夾緊套（9）通過螺栓緊固連接，同時夾緊套（9）自身會發生形變夾緊傳感器連接軸（8），實現夾緊套（9）與傳感器連接軸（8）的連接；傳感器連接軸（8）的末端裝有深溝球軸承，以支撐傳感器連接軸（8）自由轉動，傳感器連接軸（8）的另一端面沿軸向方向開有方孔，該方孔與扭矩傳感器（10）的方軸配合，以傳遞扭矩；扭矩傳感器（10）的一端通過方軸與傳感器連接軸（8）相連，另一端通過自身的法蘭與左側夾具轉軸（22）的法蘭相連，左側夾具轉軸（22）的上端與傳感器連接軸（8）均裝有軸承以保證自由轉動；左側夾具轉軸（22）上設有平面用于彎曲試樣（19）的夾持，壓蓋（16）通過螺釘將彎曲試樣（19）壓緊在左側夾具轉軸（22）上。

6.根據權利要求5所述的可調節彎曲疲勞模式的材料力學性能測試儀，其特征在于：所述的夾緊套（9）起連接作用，將搖桿（6）與傳感器連接軸（8）連在一起，另一方面它相對于傳感器連接軸（8）有不同的相對角度位置，這樣就能實現不同平均應力的疲勞試驗；所述傳感器連接軸（8）上面分布有均勻的刻度線，夾緊套（9）上面有指示箭頭，能夠對兩者之間的角度做出定量調節。