[發明專利]一種避免產生彎曲應力的雙軸預應力施加裝置

在審

• 申請號: 201910916052.6
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110608834A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 彭光健;陳建鋒;徐風雷;竇貴靖;趙城城;張泰華
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01L25/00
• 代理公司: 33241 杭州斯可睿專利事務所有限公司
• 代理人: 王利強

一種避免產生彎曲應力的雙軸預應力施加裝置，包括基座、滑軌、滑塊、應力施加組件、載荷傳感器、活動夾具、壓片及緊固螺栓，基座為L型，基座上設置有帶槽的凸臺用于放置試樣；載荷傳感器一端與活動夾具連接，另一端與應力施加組件連接，并配備有相應的載荷顯示器；活動夾具通過螺紋與載荷傳感器連接，上端加工出矩形凹槽，與十字型試樣端部的矩形接頭配合；壓片通過緊固螺栓與基座連接；基座上固定有滑軌，連接塊及活動夾具與滑塊配合；十字型試樣兩端安裝在基座上，另外兩端安裝在活動夾具上。本發明施加拉、壓應力的方式簡單、方便，不產生額外的彎曲應力，且無需頻繁更換應力施加組件，提高了工作效率。

技術領域

本發明涉及材料力學測試裝置領域，具體涉及一種避免產生彎曲應力的雙軸預應力施加裝置。

背景技術

殘余應力的存在會影響服役工件的加工精度和尺寸精度，使工件發生變形。殘余應力的存在會加速零件脆性開裂從而降低零件的疲勞強度，、影響工件的壽命。準確測試零件內殘余應力的大小及方向，對工程領域具有重要影響。目前儀器化壓痕法這一非破壞性的殘余應力檢測方法得到廣泛研究，為了標定這種殘余應力檢測方法，必須需要知道試樣內部的殘余應力的大小和方向。通常需要借助殘余應力引入裝置對試樣施加預應力來模擬殘余應力。

目前的殘余應力施加裝置主要通過彎曲和拉壓兩種方式產生應力，利用彎曲試樣的方法引入的殘余應力在試樣表面分布不均，且需通過計算得到應力大小，誤差較大。利用拉壓的方法可在試樣內部產生均勻的殘余應力，目前現有的雙軸拉壓的應力施加裝置在對十字型試樣施加應力時，由于十字型試樣自由度完全受限，導致試樣中心位置在拉力的作用下發生偏移，從而會在十字型試樣一側引入彎曲應力，最終影響測試結果。因此，有必要設計一種既能對試樣施加雙軸拉、壓應力又不引入其他干擾應力的裝置，以提高對殘余應力檢測的準確性。

發明內容

為了克服現有的一維拉壓殘余應力施加裝置無法引入更復雜的平面殘余應力以及二維拉壓殘余應力施加裝置容易在試樣中引入彎曲應力從而影響測試結果的不足，本發明提出一種避免產生彎曲應力的雙軸預應力施加裝置，在試樣夾具上留有一定的間隙，使試樣在拉伸過程中不因中心位置的移動而引入額外的彎曲應力，并以施加的殘余應力作為約定真值，用于儀器化壓入設備檢測試樣殘余應力的準確性和可靠性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種避免產生彎曲應力的雙軸預應力施加裝置，包括基座、滑軌、滑塊、應力施加組件、載荷傳感器、活動夾具、壓片及緊固螺栓，所述基座為L型，基座上設置有帶槽的凸臺用于放置試樣；

所述應力施加組件包括驅動電機、聯軸器、絲杠及連接塊，所述連接塊中心設有螺紋通孔且左端與絲杠連接，右端與載荷傳感器連接，通過驅動電機帶動絲杠轉動，進一步帶動連接塊在絲杠中運動，產生的拉力或壓力通過載荷傳感器和活動夾具作用于試樣；

所述載荷傳感器一端與活動夾具連接，另一端與應力施加組件連接，并配備有相應的載荷顯示器；

所述活動夾具通過螺紋與載荷傳感器連接，上端加工出矩形凹槽，與十字型試樣端部的矩形接頭配合，用于對試樣施加拉、壓應力；

所述壓片通過緊固螺栓與基座連接，用于壓緊十字型試樣；

所述基座上固定有滑軌，所述連接塊及活動夾具與所述滑塊配合，于滑軌上移動用于傳遞拉、壓應力；

所述十字型試樣兩端安裝在基座上，另外兩端安裝在活動夾具上。

進一步，所述應力施加組件包括驅動電機、聯軸器、絲杠及連接塊，所述連接塊中心設有螺紋通孔且左端與絲杠連接，右端與載荷傳感器連接，通過驅動電機帶動絲杠轉動，進一步帶動連接塊在絲杠中運動，產生的拉力或壓力通過載荷傳感器和活動夾具作用于試樣；

再進一步，所述應力施加組件施加的拉壓載荷位于十字型試樣的水平中心面與豎直對稱面交匯處。