[發明專利]一種磁致伸縮材料驅動的扭轉疲勞試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201911029031.9
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110849566B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 金江;曹小建
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01M13/00;G01N3/22;G01N3/32
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1.一種磁致伸縮材料驅動的扭轉疲勞試驗裝置，用于對試件進行扭轉疲勞試驗，其特征在于，所述扭轉疲勞試驗裝置包括：底座、固定框架、空氣止推軸承、磁致伸縮驅動器、扭轉角位移放大器和聯軸轉盤；

所述底座呈矩形板狀結構，所述底座的四個端角處垂直設置有固定框架導向柱；

所述固定框架呈矩形框架結構，所述固定框架上開設有與所述固定框架導向柱配合的導向孔；所述固定框架嵌套設置在固定框架導向柱上，可沿所述固定框架導向柱在豎直方向移動；

所述空氣止推軸承設置在所述底座的中心位置，用于對所述試件的底端進行約束；

所述磁致伸縮驅動器具有四個且兩兩錯位對稱垂直設置于所述固定框架的內側，所述磁致伸縮驅動器與所述底座平行，各個所述磁致伸縮驅動器的固定端分別與所述固定框架四面內側壁固定連接，各個所述磁致伸縮驅動器的驅動桿均與所述聯軸轉盤的外輪廓連接，所述聯軸轉盤中心位置設置有用于與所述試件頂端連接的扭轉角位移放大器，所述扭轉角位移放大器與所述空氣止推軸承同軸設置，四個所述磁致伸縮驅動器用于在試驗時成對以同樣頻率伸長和縮短驅動所述聯軸轉盤帶動所述扭轉角位移放大器轉動以實現所述試件的扭轉疲勞試驗。

2.根據權利要求1所述的扭轉疲勞試驗裝置，其特征在于：所述磁致伸縮驅動器的驅動桿與所述聯軸轉盤的外輪廓連接處設置有伸出連接凸臺，且每個所述伸出連接凸臺上均開設有凸臺銷釘孔；所述磁致伸縮驅動器的驅動桿開有與所述凸臺銷釘孔同軸設置的驅動器銷釘孔，以通過銷釘依次穿過所述凸臺銷釘孔和所述驅動器銷釘孔實現所述聯軸轉盤與所述磁致伸縮驅動器驅動桿的連接。

3.根據權利要求1所述的扭轉疲勞試驗裝置，其特征在于：所述試件的頂端、所述扭轉角位移放大器與所述聯軸轉盤相連接的一端和所述聯軸轉盤上均設置有銷釘孔；所述試件上的銷釘孔、所述扭轉角位移放大器上的銷釘孔和所述聯軸轉盤上的銷釘孔同軸設置，以通過銷釘依次貫穿各銷釘孔實現試件、扭轉角位移放大器和聯軸轉盤之間的固定連接。

4.一種扭轉疲勞試驗方法，應用于如權利要求1-3任一項所述的扭轉疲勞試驗裝置，其特征在于，所述扭轉疲勞試驗方法包括：

S1.根據預設的最低自振頻率，進行有限元分析，確定試件的形狀和尺寸；

S2.根據步驟S1確定的試件的形狀和尺寸，制作試件，并將所述試件安裝在扭轉疲勞試驗裝置上；

S3.根據所述最低自振頻率設定所述扭轉疲勞試驗裝置中磁致伸縮驅動器的驅動頻率；

S4.開啟所述扭轉疲勞試驗裝置，對所述試件進行扭轉疲勞試驗。

5.根據權利要求4所述的扭轉疲勞試驗方法，其特征在于，所述最低自振頻率為15～20KHz。

6.根據權利要求4所述的扭轉疲勞試驗方法，其特征在于，所述試件兩端的橫截面直徑為預設固定值。