[實用新型]拉伸-彎曲復合載荷下材料疲勞力學性能測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920307102.6
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN209878482U
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 趙宏偉;趙久成;徐利霞;李世超;周水龍;萬杰;王趙鑫;秦學志;靖旭;趙甄章;趙大慶;孟凡越
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/20
• 代理公司: 22100 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司
• 代理人: 王怡敏

本實用新型涉及一種拉伸?彎曲復合載荷下材料疲勞力學性能測試裝置，屬于精密科學儀器及材料測試領域。包括隔振基座、支撐框架、超聲加載模塊、液壓加載模塊、拉伸加載模塊、超聲探傷模塊，支撐框架與隔振基座相連，液壓加載模塊通過連接法蘭與支撐框架相連，超聲加載模塊通過螺紋與液壓加載模塊相連，拉伸加載模塊、超聲探傷模塊設置在隔振基座上。優(yōu)點在于：可實現(xiàn)高頻率、高載荷的跨量程加載；可實現(xiàn)超高頻彎曲疲勞加載和拉伸?彎曲靜動態(tài)復合載荷加載；拉伸加載模塊能夠保證被測材料試樣精確對中。可對不同材料、不同尺寸的被測材料試樣進行靜動態(tài)復合載荷下的高頻疲勞試驗，為航空航天及眾多領域關鍵材料的服役性能分析提供可靠手段。

技術領域

本實用新型涉及精密科學儀器及材料測試領域，特別涉及一種拉伸-彎曲復合載荷下材料疲勞力學性能測試裝置。該裝置可進行傳統(tǒng)的靜態(tài)拉伸加載試驗、高頻彎曲疲勞加載試驗、超高頻彎曲疲勞加載試驗等幾種試驗，還能夠實現(xiàn)頻率、載荷跨量程加載下的拉伸-彎曲復合加載高頻疲勞試驗，對被測材料在試驗過程中的裂紋產(chǎn)生與擴展進行原位監(jiān)測，為揭示被測材料疲勞力學性能變化與外加載荷間的相關性規(guī)律和疲勞損傷機制提供測試方法。

背景技術

近幾十年來，國家科學技術飛速進步、國民經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，人們對機械裝備在安全性、可靠性以及經(jīng)濟性等方面提出了更為苛刻的要求。疲勞失效在工程實際中極為常見，并且涉及領域極其廣泛，據(jù)不完全統(tǒng)計，疲勞失效在材料總的失效中占比高達80%左右。尤其在航空、航天以及核工業(yè)等關鍵材料領域，材料在典型服役工況下承受拉伸、彎曲交變載荷以及復合載荷作用，并且頻率可高達上千赫茲，導致航空、航天設備和其他關鍵機械結構的高頻疲勞斷裂破壞時有發(fā)生，造成嚴重的經(jīng)濟損失。

目前常規(guī)的疲勞試驗在商業(yè)化的電液伺服疲勞試驗機、超聲疲勞試驗機、旋轉彎曲疲勞試驗機等上進行，只能實現(xiàn)常規(guī)的拉伸/壓縮疲勞、彎曲疲勞等單一載荷疲勞加載，難以實現(xiàn)多載荷復合加載下的疲勞試驗，無法模擬材料在實際服役工況下的復合載荷狀態(tài)。因此，對于眾多領域，尤其是航空、航天以及核工業(yè)等關鍵材料領域，發(fā)展關鍵結構材料的復合載荷作用下的高頻疲勞力學性能測試技術并開發(fā)高頻疲勞力學性能測試裝置，已經(jīng)成為目前亟待解決的關鍵問題。

發(fā)明內容

本實用新型的目的在于提供一種拉伸-彎曲復合載荷下材料疲勞力學性能測試裝置，解決現(xiàn)有的測試方式不能實現(xiàn)頻率、載荷跨量程加載問題以及拉伸-彎曲復合載荷作用下的超高頻疲勞加載問題。該裝置可進行傳統(tǒng)的靜態(tài)拉伸加載試驗、高頻彎曲疲勞加載試驗、超高頻彎曲疲勞試驗等幾種試驗，還能夠實現(xiàn)頻率、載荷跨量程加載下的拉伸-彎曲復合加載高頻疲勞實驗，對被測材料在試驗過程中的裂紋產(chǎn)生與擴展進行原位監(jiān)測，為揭示被測材料疲勞力學性能變化與外加載荷間的相關性規(guī)律和疲勞損傷機制提供測試方法，為航空、航天及眾多領域的關鍵結構材料的力學性能分析提供了一個可靠的手段。

本實用新型的上述目的通過以下技術方案實現(xiàn)：

拉伸-彎曲復合載荷下材料疲勞力學性能測試裝置，裝置整體采用四柱立式對稱布置，包括隔振基座1、支撐框架2、超聲加載模塊3、液壓加載模塊4、拉伸加載模塊5、超聲探傷模塊6，所述支撐框架2通過螺紋與隔振基座1相連，液壓加載模塊4通過連接法蘭與支撐框架2相連，超聲加載模塊3通過螺紋與液壓加載模塊4相連，拉伸加載模塊5設置在隔振基座1上，超聲探傷模塊6設置在隔振基座1上。

所述的隔振基座1是：隔振平臺11通過螺釘與大理石基座12相連；所述的支撐框架2采用四柱立式結構，上支撐板9通過螺釘與四個立柱7相連，立柱7通過螺紋與隔振基座1相連，連接塊c10固定在立柱7上，通過螺釘與液壓連接板8相連，實現(xiàn)對裝置的穩(wěn)定支撐。