[發明專利]基于荷載波形變化的疲勞裂紋擴展判別裝置和方法

有效

• 申請號: 202010151944.4
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111207997B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 王瑩;張文輝
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/36
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 趙淑芳

1.一種基于荷載波形變化的疲勞裂紋擴展判別方法，該疲勞裂紋擴展判別裝置包括液壓手動泵(15)、疲勞試驗機(1)、疲勞加載裝置、數據采集設備(12)和PC機(13)，所述液壓手動泵(15)通過油路(14)連接所述疲勞試驗機夾板之間的第一中空液壓千斤頂(2)，所述疲勞試驗機(1)控制其夾板間的第一中空液壓千斤頂(2)動作，所述疲勞加載裝置與數據采集設備(12)通過信號數據線連接，所述數據采集設備(12)與PC機(13)通過信號數據線連接，所述疲勞加載裝置包括框架，所述框架一側并排設置有若干第二中空液壓千斤頂(3)，所述第二中空液壓千斤頂(3)通過油路連接所述第一中空液壓千斤頂(2)，所述第一中空液壓千斤頂(2)與第二中空液壓千斤頂(3)之間的油路上設置有分流閥門(4)；所述框架另一側對應設置有稱重傳感器(7)，所述稱重傳感器(7)套在鋼絲(9)上；其特征在于，所述疲勞裂紋擴展判別方法包括以下步驟：

(S1)液壓手動泵(15)向疲勞試驗機(1)的第一中空液壓千斤頂(2)供油，設定疲勞試驗機(1)的參數后啟動疲勞試驗機(1)，開啟分流閥門(4)，疲勞試驗機(1)夾頭的墊板對第一中空液壓千斤頂(2)活塞施加循環交變壓力，實現活塞上下往返運動，油通過油路往返于第一中空液壓千斤頂(2)和第二中空液壓千斤頂(3)之間，使得疲勞加載裝置上的多個第二中空液壓千斤頂(3)同步實現與疲勞試驗機(1)同性質的疲勞荷載；

(S2)稱重傳感器(7)實時監測鋼絲受力，并將數據通過數據采集設備(12)傳送至PC機(13)；

(S3)PC機(13)通過監測鋼絲(9)的受力，輸出與疲勞試驗機加載波形圖相對應的疲勞荷載波形圖，根據波峰的變化進行降載；

當加載的波從單峰到出現短平臺時，測量波峰短平臺的變化，記下Xm和Xn的值，Xm代表短平臺前端對應的時刻，Xn代表短平臺后端對應的時刻，定義△X＝Xn-Xm，計算△X的值，直至其不再變化，此時進行降載；

(S4)降載之后，觀測加載波，根據波峰短平臺的長度變化進行升載；

測量波峰短平臺的長度，當短平臺再次開始變長時，記錄其變化的數據和加載次數，直至其不再變化，此時進行升載；

(S5)重復步驟(S3)-(S4)直到鋼絲發生斷裂，每次降載或升載后波峰發生變化即代表疲勞裂紋的擴展。

2.根據權利要求1所述的基于荷載波形變化的疲勞裂紋擴展判別方法，其特征在于，所述框架包括兩個對立設置的槽鋼(5)，兩個槽鋼(5)之間通過若干絲桿(6)固定連接。

3.根據權利要求2所述的基于荷載波形變化的疲勞裂紋擴展判別方法，其特征在于，所述兩個槽鋼(5)上對應設置有若干不同尺寸的通孔，通孔一部分用于懸掛第二中空液壓千斤頂(3)，一部分用于鋼絲(9)的穿過，鋼絲(9)一端穿過通孔及第二中空液壓千斤頂(3)，另一端穿過稱重傳感器(7)，鋼絲(9)兩端用錨具(8)固定。

4.根據權利要求1所述的基于荷載波形變化的疲勞裂紋擴展判別方法，其特征在于，所述數據采集設備(12)為NATIONALINSTRUMENTS BNC-2111數據采集設備。