[發明專利]一種手動可控的微動疲勞橫向加載裝置

在審

• 申請號: 202110690241.3
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113281200A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 熊纓;孫同金;余意;朱濤
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/06;G01N3/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵

一種手動可控的微動疲勞橫向加載裝置，包括：支撐單元，包括加載底座和端部托板，加載底座上設有試樣加載區，在加載底座的橫向兩端部各安裝一塊端部托板；動力夾緊單元，共兩套，且結構相同，分別對稱安裝于相應的所述端部托板上，包括施力部和動力傳遞部，施力部水平安裝于端部托板上，施力部的施力端與動力傳遞部的動力輸入端相連；動力傳遞部沿加載底座橫向水平架裝于加載底座的試樣加載區，并保持兩套所述動力傳遞部的伸縮端正對；以及壓力檢測單元，包括壓力傳感器和兩套壓力檢測裝置，兩套壓力檢測裝置分別安裝于動力傳遞部的伸縮端。本發明的有益效果是：定位精準、操作簡單、能實時反饋所施加載荷。

技術領域

本發明涉及一種手動可控的微動疲勞橫向加載裝置，屬于材料疲勞實驗和摩擦磨損領域。

背景技術

微動疲勞是指構件在循環載荷的作用下，由于表面某一部位與其他接觸表面產生微小振幅，從而在接觸面相對滑動導致部件強度降低或早期斷裂的現象稱為微動疲勞。相對靜止的兩個固體，其相互接觸的表面在法向壓力的作用下互相擠壓并產生往復的相對滑動，相對滑動的幅度在5～400μm。

相匹配的構件在接觸面發生微動磨損的條件下，受到交變載荷作用而發生的疲勞損傷過程。它是微動磨損、氧化與腐蝕、交叉應力三者綜合作用的結果。微動疲勞裂紋多萌生于微動磨損所造成表面損傷的邊界處，如皿狀坑的邊緣處，或萌生于微動磨損形成的深坑邊緣。微動磨損的特征是在端口側表面有大量的微裂紋、表面金屬掉塊或粉末、不均勻的磨損擦傷，其色澤發生明顯改變且出現腐蝕坑，斷口常呈背椎狀。微動疲勞的危害大于微動磨損，如飛機的機翼與機身連接螺栓可能因微動疲勞而斷裂，導致機毀人亡；原子反應堆燃料套管也會因此斷裂，造成核泄漏。提高材料抗疲勞性能對與推動人類社會進步具有重要意義。

目前許多疲勞試驗使用的加載裝置其可靠性和穩定性需要進一步考量。近年來，隨著研究深入，出現一種手動加載裝置，其主要通過偏心輪機構通過棘輪和棘爪進行配合手動進行橫向載荷，這種裝置雖然較以前穩定性提高了不少，但是無法保證精度要求。即它通過偏心輪機構施加的載荷是不連貫的，無法保證施加載荷的精度，可能無法滿足特定載荷下的試驗要求。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種定位精準、操作簡單、能實時反饋所施加載荷的手動可控的微動疲勞橫向加載裝置。

本發明所述的一種手動可控的微動疲勞橫向加載裝置，其特征在于，包括：

支撐單元，包括加載底座和端部托板，所述加載底座上設有試樣加載區，以向壓緊試樣施壓的方向為橫向，在加載底座的橫向兩端部各安裝一塊端部托板；

動力夾緊單元，共兩套，且結構相同，分別對稱安裝于相應的所述端部托板上，每套所述動力夾緊單元包括施力部和動力傳遞部，所述施力部水平安裝于所述端部托板上，所述施力部的施力端與所述動力傳遞部的動力輸入端相連；所述動力傳遞部沿加載底座橫向水平架裝于所述加載底座的試樣加載區，并保持兩套所述動力傳遞部的伸縮端正對；

以及壓力檢測單元，包括壓力傳感器和兩套壓力檢測裝置，兩套所述壓力檢測裝置分別安裝于兩套所述動力傳遞部的伸縮端，并且所述壓力檢測裝置的信號輸出端通過數據線與所述壓力傳感器的信號輸入端電連接。

進一步，所述加載底座包括底板、端板、連接螺栓、鎖緊螺母以及夾持器導向座，所述底板相對的橫向兩端部均安裝端板，兩所述端板平行正對，并在所述端板的外端面上各固裝一塊所述端部托板；所述連接螺栓的兩端部均設有外螺紋，所述連接螺栓的兩端部分別穿設于兩所述端板上，并且所述連接螺栓的端部與所述鎖緊螺母螺紋連接；所述夾持器導向座平行正對，均掛設于所述連接螺栓上，并且相鄰兩所述夾持器導向座之間留有用于夾緊試樣的試樣加載區。

進一步，所述夾持器導向座的中心均設有用于安裝壓力檢測裝置的檢測窗口。