[發明專利]一種材料剪切疲勞性能測試方法

在審

• 申請號: 201810066810.5
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN110031344A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 李閣平;袁福森;劉承澤;韓福洲;張英東;顧恒飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/02;G01N3/04
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 樊南星

1.一種材料剪切疲勞性能測試方法，其特征在于：使用專門的剪切疲勞裝置用于材料剪切疲勞性能測試；剪切疲勞裝置所用材料的硬度要求不低于500HV；

剪切疲勞裝置的整體結構如下：其中間部分是大圓柱體結構，兩端為小圓柱A(10)和小圓柱B(11)，小圓柱A(10)和小圓柱B(11)是剪切疲勞裝置的試驗機夾持端；共同構成同軸的整體結構；其中：整體結構的剪切疲勞裝置又分為兩部分：上剪切偶(1)、下剪切偶(2)；上剪切偶(1)、下剪切偶(2)二者為中心對稱結構且以中心對稱的形式結合成一個整體布置在一起，樣品槽(9)布置在大圓柱沿軸線方向的中心位置處其同時還垂直于大圓柱的軸向且是一個貫穿大圓柱直徑的通槽結構；

剪切疲勞裝置中還設置有上活動剪切刃(6)、下活動剪切刃A(7)和下活動剪切刃B(8)；樣品槽(9)與上活動剪切刃(6)共同構成上剪切偶的活動倉A(12)，樣品槽(9)與下活動剪切刃A(7)共同構成下剪切偶的活動倉B(13)，樣品槽(9)與下活動剪切刃B(8)共同構成下剪切偶的活動倉C(14)，活動倉A(12)，活動倉B(13)和活動倉C(14)與樣品槽(9)平行布置其同時還垂直于剪切疲勞裝置中的大圓柱體結構的軸向；上活動剪切刃(6)、下活動剪切刃A(7)和下活動剪切刃B(8)配合構成能夠作用于樣品橫截面的剪切面；

所述材料剪切疲勞性能測試方法的具體過程是：首先按照要求裝配剪切疲勞的樣品：裝配后使得上活動剪切刃(6)、下活動剪切刃A(7)和下活動剪切刃B(8)都與樣品緊密貼合；保證樣品與剪切疲勞裝置構成一體化結構，保證疲勞試驗機在施加交變載時不會有空行程，而且垂直于加載方向不會發生位移，使得受到交變剪切力作用的截面保持不變；實驗過程中，疲勞試驗機實時作用在剪切疲勞裝置上的交變載荷完全轉化為剪切疲勞裝置作用在樣品上的交變剪切載荷；

最后將裝好樣品的剪切疲勞裝置固定在軸向拉壓疲勞試驗機上，設定相應的載荷與頻率，進行剪切疲勞實驗。

2.按照權利要求1所述材料剪切疲勞性能測試方法，其特征在于：

上剪切偶(1)、下剪切偶(2)上還設置有與小圓柱A(10)和小圓柱B(11)軸向平行的孔結構，孔內設置有螺紋連接件；

上剪切偶(1)上設置有與小圓柱軸線同軸的孔結構，孔內設置有螺紋連接件：螺栓A(3)；下剪切偶(2)上設置有兩個與小圓柱軸線平行的孔結構，孔內設置有螺紋連接件：螺栓B(4)和螺栓C(5)；

旋轉調整螺栓A(3)、螺栓B(4)和螺栓C(5)能夠使得上活動剪切刃(6)、下活動剪切刃A(7)和下活動剪切刃B(8)均與樣品緊密貼合；保證樣品與剪切疲勞裝置構成一體化結構，保證疲勞試驗機在施加交變載時不會有空行程，而且垂直于加載方向不會發生位移，使得受到交變剪切力作用的截面保持不變。

3.按照權利要求1或2所述材料剪切疲勞性能測試方法，其特征在于：

樣品槽(9)寬度的相對面和厚度相對面的平行度不大于40μm；

所述材料剪切疲勞性能測試方法中，在進行剪切疲勞實驗時，如果剪切疲勞裝置的上剪切偶(1)固定，下剪切偶(2)上下往復運動施加交變剪切載荷；樣品任意承受剪切力的截面所受到的剪切應力τ與試驗機加載的載荷F關系如下：

①式中w和b分別代表樣品的寬度和厚度。