[發明專利]用于彎扭振動疲勞試驗的加載裝置及其方法

有效

• 申請號: 201810465097.1
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108709793B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 劉文光;王耀斌;賀紅林
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N3/20;G01N3/26
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

本發明公開了一種用于彎扭振動疲勞試驗的加載裝置及其方法，底座上設置有滑槽，兩端安裝有支架，滑槽上連接有所述激振器；座體通過螺栓與支架連接，滑套的兩側設置有轉軸且上方安裝有夾緊輥，轉軸與滑座和側板的軸孔連接；滑套內套裝有導桿，導桿的一端與加載臂連接；加載臂的夾座與夾頭相對且設置有“V”形槽，夾座下方裝有第二連軸器。具有可調節性，具有足夠的夾持力保證平臺的穩定性，可以提供純扭轉加載、扭轉和橫向彎曲耦合加載、扭轉和縱向彎曲耦合加載、扭轉與斜向彎曲耦合加載和純彎曲加載。具有高精度、高效率、低成本、多功能的特點，對于完成矩形截面和圓形截面試驗件材料的振動疲勞性能測試具有重要的實用價值。

技術領域

本發明屬于材料性能和材料檢測設備技術領域，具體涉及一種彎曲疲勞、扭轉疲勞以及彎扭耦合疲勞等振動疲勞測試加載裝置及方法。

背景技術

疲勞廣泛存在于航空航天與機械工程等領域。為了探索材料的疲勞性能，最常見的研究方法是試驗研究。目前，常用的疲勞實驗機，主要適用于拉壓、彎曲和扭轉等單軸加載的疲勞測試。然而，工程實際中，機器結構所受到的載荷往往是多軸加載，其中以彎扭耦合加載為最常見的載荷形式。針對傳統疲勞試驗機通常只能提供單一的加載模式，設計一款能夠實現彎扭耦合加載的振動疲勞機具有重要的意義。

工程結構所受到的載荷往往是拉壓、彎曲、扭轉以及彎扭復合載荷，例如直升機旋翼葉片所受到的載荷，呈拉、彎、扭復合加載狀態。目前，尚無一種疲勞試驗機能完成各種載荷的復合加載。而且，現有疲勞試驗機大多采用直動驅動作動器來完成拉壓和彎曲加載，而采用旋轉驅動作動器來完成扭轉加載。所以，要直接利用現有疲勞試驗機實現彎扭耦合加載存在一定的困難。

發明內容

本發明提供一種應用寬泛、加載功能多樣的疲勞試驗方法，并同時提供對應的疲勞試驗裝置，以解決現有疲勞試驗機在提供多軸耦合加載方式中存在的難題，獲得可在一般普通條件下對各種邊界條件試件進行疲勞性能測試的一種試驗臺。

為了解決上述存在的技術問題，本發明采用如下方案：

一種用于彎扭振動疲勞試驗的加載裝置，包括底座、夾具、加載臂、滑座和激振器，所述底座上設置有滑槽，兩端安裝有支架，滑槽上連接有所述激振器；所述夾具的座體呈“U”形且兩側設置有槽口，座體通過螺栓與支架連接，座體的頂部通過螺栓與壓板連接，槽口內裝有圓柱形的夾桿，座體的一側設置有螺孔；所述滑座呈“L”形，其一側通過螺釘安裝有側板，滑座的另一側與側板相對且設置有軸孔，滑座下面的兩端裝有頂桿，頂桿之間安裝有第一聯軸器；所述激振器的上端與第一聯軸器連接；滑套的兩側設置有轉軸且上方安裝有夾緊輥，轉軸與滑座和側板的軸孔連接；滑套內套裝有導桿，導桿的一端與加載臂連接；加載臂的夾座上方通過螺釘連接有夾頭，夾座與夾頭相對且設置有“V”形槽，夾座下方裝有第二連軸器。

進一步，所述座體一側的螺孔通過螺桿與三爪卡盤連接。

進一步，所述導桿上設置有刻度。

一種用于彎扭振動疲勞試驗的加載裝置的加載方法，其步驟如下：

1)通過夾頭和夾座將試件夾緊；

2)當進行扭轉加載時，將導桿套在滑套上，滑座通過第一聯軸器與激振器相連，松開夾緊輥，導桿可以沿滑套自由滑動，松開滑座下面的頂桿，使滑套通過轉軸在滑座里自由轉動，通過改變滑套在導桿上的位置，以及改變激振器的輸出載荷，實現扭矩調節；

3)當進行彎扭耦合加載時，擰緊夾緊輥，使導桿無法沿滑套自由移動，松開滑座下面的頂桿，使滑套通過轉軸在滑座里自由轉動，在激振器豎直施力的情況下，實現橫向彎扭組合加載；松開夾緊輥，擰緊滑座下面的頂桿，使滑套無法通過轉軸在滑座里自由轉動，在激振器豎直施力的情況下，實現縱向彎扭組合加載；擰緊夾緊輥以及滑座下面的頂桿，使導桿無法沿滑套自由移動，滑套也無法通過轉軸自由轉動，在激振器豎直施力的情況下，實現斜向彎扭組合加載；