[實用新型]一種搭接接頭微動實驗裝置

有效

• 申請號: 202022305058.0
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN213933453U
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 許剛;李衛;黃平;余龔桂
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/02;G01M7/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本實用新型公開了一種搭接接頭微動實驗裝置，包括支撐架、三軸力稱重傳感器、固定樣品、移動樣品、預緊力調節件、壓力促動器和位移測量機構，三軸力稱重傳感器固定在支撐架上；固定樣品固定設置于三軸力稱重傳感器的上表面，且設有固定樣品工作面；移動樣品位于固定樣品的正上方，固定樣品的上表面和移動樣品的下表面平行，且設有移動樣品工作面，移動樣品工作面和固定樣品工作面通過預緊力螺栓連接；壓力促動器垂直位于移動樣品的上方，在壓力促動器的作用下，移動樣品和固定樣品之間發生位移；位移測量機構用于測量移動樣品和固定樣品之間的相對位移量。真實模擬了兩個平面發生微動時的受力與位移分析，實驗結果精準可靠。

技術領域

本實用新型屬于微動運動分析技術研究領域，尤其涉及一種搭接接頭微動實驗裝置。

背景技術

一些機械組件使用螺栓連接，螺栓連接的一個顯著優點是可以輕松組裝和拆卸。當兩個接觸的表面經受周期性小幅度切向載荷時，沿著接觸界面的這種小的振動位移會導致材料由于磨損而失效，或者由于循環接觸應力而導致裂紋的產生，這種小幅度切向運動稱為微動。由包含搭接關節的結構部件上的振動引起的振動負載可能會在連接界面上引起較小的振動位移，在這些負載條件下，接觸件可能會表現出粘著、局部滑移或整體滑移行為。在粘著狀態下，接觸表面之間的相對位移非常小，切向力(界面摩擦力)與切向位移幾乎是線性關系。在整體滑移狀態下，位移較大，并且切向力已飽和到最大摩擦力。局部滑移是這兩種狀態之間的過渡階段。微動會導致裂紋成核和磨損碎屑，進而降低接合部件的整體運行。而且，搭接界面的微動過程中打滑是能量損失的主要來源，也是阻尼的主要來源。據估計，螺栓連接的阻尼引起的能量損失約占總能量損失的90％。

眾所周知，即使位移幅度在亞微米范圍內，也會導致磨損損壞。當組件的功能降低或由于引起的材料損壞而縮短其使用壽命時，在嚴重的情況下，物質損壞會引發或促進其它故障機制。尤其是在對具有粗糙表面的預加載接頭施加低振幅的振蕩切向力或位移時，在內部接觸區域的邊緣保持接觸的同時，滑動會在接觸區域的邊緣發生。隨著切向力的增加，滑動區域將向內擴展。當切向力接近動摩擦力時，粘附區域消失，界面處在相對滑動的臨界點。因此，微動就成為了研究的重要方面。

受精度影響，目前在國內微米級搭接微動實驗臺較少。在微動搭接接頭實驗中，切向載荷通常是由受控位移或受控力施加在接觸平面的一側，而摩擦力是從相對側測量的。此外，應準確知道接觸面相對于彼此的位移，以充分確定微動響應。

現有技術中，采用圖1所示的裝置進行緊固件橫向振動試驗方法，精度達不到微米級；另外有文獻測距是用的電渦流位移式傳感器，是利用磁場的原理探測距離，容易受到噪音干擾，并且只有模擬量輸出。也有的是用加速度計來測量移動端平面的位移，沒辦法測量移動端和固定端的相對位移，并且要經過換算才能將加速度轉化成位移，降低位移數據的精度，國內搭建這個實驗臺的實驗室也極少。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種搭接接頭微動實驗裝置，該裝置結構簡單，易于裝配，操作容易，能夠進行各種不同預緊力與不同規格材料試樣的微動應力實驗，控制與測量精度高，實驗數據精確可靠，重復性好。

為達到上述目的，本實用新型提供一種搭接接頭微動實驗裝置，包括支撐架、三軸力稱重傳感器、固定樣品、移動樣品、預緊力調節件、壓力促動器和位移測量機構，

所述三軸力稱重傳感器固定在所述支撐架上；

所述固定樣品固定設置于所述三軸力稱重傳感器的上表面，且在所述固定樣品上設有固定樣品工作面；

所述移動樣品位于所述固定樣品的正上方，所述固定樣品的上表面和所述移動樣品的下表面平行，且在所述移動樣品上設有移動樣品工作面，所述移動樣品工作面和所述固定樣品工作面通過所述預緊力調節件連接；

所述壓力促動器垂直位于所述移動樣品的上方，且所述壓力促動器的與所述移動樣品連接，在所述壓力促動器的作用下，所述移動樣品和所述固定樣品之間發生位移；