[發明專利]超聲變幅桿組件、超聲疲勞加載測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 202111072642.9
• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN113790975B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 趙宏偉;趙久成;趙蒙莉;萬杰;王可心;牟禹安;朱志遠
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/20;G01N3/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 李勝強

1.一種超聲變幅桿組件，其特征在于，包括：

桿體，所述桿體包括第一超聲變幅桿和與所述第一超聲變幅桿對接的第二超聲變幅桿，所述第一超聲變幅桿的一端與所述第二超聲變幅桿的一端對接，所述第一超聲變幅桿的另一端沿遠離所述第二超聲變幅桿的方向依次設置有第一外置法蘭和能夠與外部設備的氛圍腔或高溫氛圍腔密封對接的密封法蘭，且所述第一外置法蘭和所述密封法蘭均位于所述第一超聲變幅桿的振動節點處；所述第二超聲變幅桿用于連接試樣，且所述第二超聲變幅桿的另一端沿遠離所述第一超聲變幅桿的方向依次套設有第二外置法蘭和第三外置法蘭，且所述第二外置法蘭和所述第三外置法蘭均位于所述第二超聲變幅桿的所述振動節點處；

套筒，所述套筒套設于所述桿體的外部，所述套筒的兩端分別與所述第一超聲變幅桿和所述第二超聲變幅桿密封連接，其中，所述套筒的一端與所述密封法蘭密封對接，另一端與所述第三外置法蘭密封對接，所述套筒與所述桿體之間形成兩端封堵的環形腔隙；

冷卻流道，所述冷卻流道包括開設于所述桿體內部的內流道，所述內流道的一端連接冷卻介質進入流道，另一端通過冷卻介質銜接流道與所述環形腔隙的一端連通，所述環形腔隙的另一端連接冷卻介質排出流道；所述第一超聲變幅桿和所述第二超聲變幅桿中一者的所述振動節點處設置所述冷卻介質進入流道，另一者的所述振動節點處設置所述冷卻介質銜接流道；冷卻介質經所述冷卻介質進入流道進入，先后流經所述內流道和所述環形腔隙后，經所述冷卻介質排出流道排出；其中，所述密封法蘭內沿其徑向開設有冷卻介質入口；所述第一外置法蘭和所述密封法蘭密封對接，且所述第一外置法蘭和所述密封法蘭的對接處開設有環套于所述第一超聲變幅桿外周的第一環形冷卻槽，所述冷卻介質入口通過所述第一環形冷卻槽與所述冷卻介質進入流道連通，以將所述冷卻介質引入；所述第二外置法蘭和所述第三外置法蘭密封對接，且所述第二外置法蘭和所述第三外置法蘭的對接處開設有環套于所述第二超聲變幅桿外周的第二環形冷卻槽；所述套筒與所述第二外置法蘭間隙配合，所述第二外置法蘭內沿其徑向開設有下流道，所述套筒與所述第二外置法蘭之間的間隙和所述下流道連通形成迂回流道，所述迂回流道的一端通過所述第二環形冷卻槽與所述冷卻介質銜接流道連通，另一端與所述環形腔隙連通；所述第一外置法蘭和所述密封法蘭上貫通設置有沿所述第一超聲變幅桿軸向延伸的冷卻介質出口，所述冷卻介質出口與所述環形腔隙連通，以將所述冷卻介質排出。

2.根據權利要求1所述的超聲變幅桿組件，其特征在于，所述套筒的一端與所述密封法蘭密封對接，另一端套設于與所述第三外置法蘭外，并與所述第三外置法蘭過盈配合。

3.一種超聲疲勞加載測試裝置，其特征在于，包括超聲換能器、超聲連接器和如權利要求1~2任意一項所述的超聲變幅桿組件；所述超聲連接器與所述超聲換能器剛性連接，所述超聲變幅桿組件與所述超聲連接器剛性連接。

4.根據權利要求3所述的超聲疲勞加載測試裝置，其特征在于，所述超聲連接器上設置有第四外置法蘭，能夠與具有拉伸載荷加載功能或彎曲載荷加載功能的外部設備連接。

5.根據權利要求3或4所述的超聲疲勞加載測試裝置，其特征在于，所述超聲換能器、所述超聲連接器和所述超聲變幅桿組件依次軸向連接后形成裝置主體，所述裝置主體的軸向長度為550~650 mm。