[發(fā)明專利]超聲振動條件下的金屬循環(huán)加載裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011472458.9
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112697619A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李雙利;趙亦希;張延松;于忠奇;崔峻輝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/04;G01N3/02
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種超聲振動條件下的金屬循環(huán)加載裝置，包括：設(shè)置于萬能試驗機(jī)中的超聲設(shè)備固定裝置、設(shè)置于其中的超聲裝置以及設(shè)置于超聲裝置上的試樣固定裝置，其中：試樣固定裝置與萬能試驗機(jī)的上夾頭相連，待測試樣設(shè)置于試樣固定裝置內(nèi)部。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)超聲振動條件下拉伸?壓縮循環(huán)加載試驗?zāi)M超聲振動輔助加工條件下的循環(huán)加載工況，進(jìn)而可分析超聲振動條件下循環(huán)加載對金屬材料金相組織，晶粒尺寸以及位錯密度等的影響，并且在探究不同超聲振動參數(shù)循環(huán)加載條件下金屬材料的體積效應(yīng)和表面效應(yīng)方面具有重要的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種金屬塑性加工領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種超聲振動條件下的金屬循環(huán)加載裝置。

背景技術(shù)

超聲振動作為輔助手段作用在金屬成形過程中會產(chǎn)生體積效應(yīng)與表面效應(yīng)，具有增強(qiáng)材料塑性、降低接觸摩擦力以及改變材料微觀表面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，但在超聲振動與傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝的耦合作用下，金屬材料內(nèi)部的流變行為更為復(fù)雜。此外，在加工過程中，由于超聲輔助技術(shù)的引入使得工件表面受到一定的循環(huán)加載，這同樣會增加金屬材料變形過程的復(fù)雜程度。現(xiàn)有的金屬材料循環(huán)加載試驗包括剪切試驗法和可直接獲得材料的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的平面拉伸壓縮試驗法，但拉伸-壓縮循環(huán)加載過程需解決試樣的壓縮失穩(wěn)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種超聲振動條件下的金屬循環(huán)加載裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲振動條件下拉伸-壓縮循環(huán)加載試驗?zāi)M超聲振動輔助加工條件下的循環(huán)加載工況，進(jìn)而可分析超聲振動條件下循環(huán)加載對金屬材料金相組織，晶粒尺寸以及位錯密度等的影響，并且在探究不同超聲振動參數(shù)循環(huán)加載條件下金屬材料的體積效應(yīng)和表面效應(yīng)方面具有重要的意義。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種超聲振動條件下的金屬循環(huán)加載裝置，包括：設(shè)置于萬能試驗機(jī)中的超聲設(shè)備固定裝置、設(shè)置于其中的超聲裝置以及設(shè)置于超聲裝置上的試樣固定裝置，其中：試樣固定裝置與萬能試驗機(jī)的上夾頭相連，待測試樣設(shè)置于試樣固定裝置內(nèi)部。

所述的金屬循環(huán)加載裝置上設(shè)有信號傳輸裝置，該信號傳輸裝置包括：超聲波發(fā)生器、超聲波換能器、超聲波變幅桿，其中：超聲波發(fā)生器與超聲波換能器相連將交流電信號轉(zhuǎn)換成超聲振動信號，超聲波換能器與超聲波變幅桿相連將超聲振動信號細(xì)化成軸向振動超聲信號。

技術(shù)效果

本發(fā)明整體解決現(xiàn)有豎直軸向超聲振動循環(huán)加載過程中無法保證同軸度所造成的試樣加載失穩(wěn)的技術(shù)問題；

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明階梯式圓柱型基座保證了豎直方向上的同軸度；固定試樣的裝置采用分瓣式設(shè)計，安裝簡便，且同時具有試樣夾具的功能，避免試樣在加載過程中失穩(wěn)。

附圖說明

圖1為超聲振動條件下的金屬循環(huán)加載裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為超聲振動條件下的金屬循環(huán)加載裝置截面示意圖；

圖3為超聲振動條件下的金屬循環(huán)加載裝置三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為超聲振動條件下的金屬試樣結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為超聲振動條件下的金屬循環(huán)加載裝置的安裝流程圖；

圖中：固定底座1、超聲波發(fā)生器2、超聲波換能器3、超聲波變幅桿4、固定法蘭盤5、試樣上夾具6、上端套件7、下端套件8、萬能試驗機(jī)上夾頭9、試樣10。

具體實施方式

如圖1～圖3所示，為本實施例涉及一種超聲振動條件下的金屬循環(huán)加載裝置，包括：設(shè)置于萬能試驗機(jī)中的超聲設(shè)備固定裝置、設(shè)置于其中的超聲裝置以及設(shè)置于超聲裝置上的試樣固定裝置，其中：試樣固定裝置與萬能試驗機(jī)的上夾頭相連，待測試樣設(shè)置于試樣固定裝置內(nèi)部。