[發(fā)明專利]一種用于被測試件非對稱循環(huán)載荷的加載裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010024122.X
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111189725B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王昕;張學(xué)成;曹曉東;張瀚冰;李文權(quán);李群;姜冬梅
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/62;G01N3/02;G01N3/04
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本發(fā)明涉及一種用于被測試件非對稱循環(huán)載荷的加載裝置和方法，屬于超聲加載領(lǐng)域。連接柱與上試件夾持端頂部相連接，該上試件夾持端下接上懸鏈線過渡段，該上懸鏈線過渡段下接中間段，該中間段底部和下懸鏈線過渡段相連，該下懸鏈線過渡段與下試件夾持端相連接，試件安裝孔位于連接柱的下方內(nèi)部。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎，工序相對較少，易于加工，并且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有良好的試驗(yàn)性能和穩(wěn)定性，適用于不同的試驗(yàn)機(jī)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)特征的調(diào)節(jié)范圍?1r1；利于振動試驗(yàn)中振動能量的聚焦，減少能量的損耗；為試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集提供方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程技術(shù)領(lǐng)域中的超聲加載領(lǐng)域，具體涉及到在機(jī)械疲勞試驗(yàn)中對超聲疲勞試驗(yàn)機(jī)被測試件初預(yù)應(yīng)力的加載和調(diào)節(jié)的一種輔助裝置和方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代工程領(lǐng)域中，許多重要的零部件在交變應(yīng)力的作用下工作，交變載荷產(chǎn)生的疲勞破壞成為大部分零部件的主要破壞形式。由于試驗(yàn)裝備和試驗(yàn)條件的限制，傳統(tǒng)材料疲勞試驗(yàn)研究的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)范圍僅限于10⁷次以內(nèi)。但是，在現(xiàn)代工程尤其是高新技術(shù)工程領(lǐng)域中，不少工程零部件工作于交變載荷小、交變頻率高的條件下，這些零部件承受的交變次數(shù)遠(yuǎn)高于10⁷次，有時可達(dá)10⁹～10¹²次應(yīng)力循環(huán)。使用超聲疲勞試驗(yàn)機(jī)可大大拓寬應(yīng)力循環(huán)次數(shù)加載范圍，超聲疲勞試驗(yàn)機(jī)的加載頻率超過20kHz，大大減少了試驗(yàn)時間和試驗(yàn)成本。

但是，現(xiàn)有的大部分超聲疲勞試驗(yàn)技術(shù)并沒有給出有效的改變交變應(yīng)力循環(huán)特征的方法。在常規(guī)的超聲疲勞試驗(yàn)環(huán)境下，試件所受應(yīng)力循環(huán)特征為-1。常見的改變循環(huán)特征的方式為在試件末端連接砝碼或某種力的加載裝置，在加載交變應(yīng)力前先加載一定大小的靜態(tài)力，則加載交變應(yīng)力時，試件實(shí)際受到的力為靜態(tài)力與交變應(yīng)力的疊加。通過調(diào)整靜態(tài)力的大小可以調(diào)整循環(huán)特征。這種方法存在如下缺點(diǎn)：需要附加靜力加載裝置，提高實(shí)驗(yàn)成本；試件末端與靜力加載裝置連接會改變試件的力阻抗，減小實(shí)驗(yàn)效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于被測試件非對稱循環(huán)載荷的加載裝置和方法，目的是改變常規(guī)超聲疲勞試驗(yàn)機(jī)試件非對稱載荷疲勞加載方法。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：包括連接柱、上試件夾持端、上懸鏈線過渡段、中間段、下懸鏈線過渡段、下試件夾持端和試件安裝孔，其中連接柱與上試件夾持端頂部相連接，該上試件夾持端下接上懸鏈線過渡段，該上懸鏈線過渡段下接中間段，該中間段底部和下懸鏈線過渡段相連，該下懸鏈線過渡段與下試件夾持端相連接，試件安裝孔位于連接柱的下方內(nèi)部。

所述連接柱、上試件夾持端、上懸鏈線過渡段、中間段、下懸鏈線過渡段、下試件夾持端同軸；

所述上試件夾持端的圓柱表面均勻?qū)ΨQ布置兩個工字形槽一，在其中部設(shè)置兩個帶有沉頭孔的夾緊力調(diào)節(jié)螺紋孔一，螺紋孔上安裝夾持螺釘一。

所述下接中間段在其兩端兩側(cè)設(shè)置有四個對稱分布的側(cè)邊孔。

所述下懸鏈線過渡段的結(jié)構(gòu)與上懸鏈線過渡段相同，位置與上懸鏈線過渡段關(guān)于中間段對稱面對稱。

所述下試件夾持端圓柱表面均勻?qū)ΨQ布置兩個工字形槽二，在其中部設(shè)置兩個帶有沉頭孔的夾緊力調(diào)節(jié)螺紋孔二，螺紋孔上安裝夾持螺釘二，位置與上試件夾持端關(guān)于中間段對稱面對稱。

所述試件安裝孔其結(jié)構(gòu)為一圓柱形盲孔，軸線與上述結(jié)構(gòu)同軸，盲孔一端位于下試件夾持端的端面、另一端延伸至上試件夾持端內(nèi)部，且越過上試件夾持端的工字形槽一上端3～4mm。

一種用于被測試件非對稱循環(huán)載荷的加載方法，包括下列步驟：