[發(fā)明專利]一種法向加載載荷恒定的微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210462526.6
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN114894603A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸鐘宇;趙澤宇;彭光健;丁叢;侯文濤;葉森斌;周振宇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/02
• 分類號(hào): G01N3/02;G01N3/04;G01N3/38
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 鞏延亮

本發(fā)明公開了一種法向加載載荷恒定的微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，包括：軸向加載機(jī)構(gòu)，用于夾緊測試試樣并提供微動(dòng)疲勞試驗(yàn)所需的軸向循環(huán)載荷；法向加載機(jī)構(gòu)，通過直角固定器支撐固定，用于提供微動(dòng)疲勞試驗(yàn)所需的法向載荷，包括夾持機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、雙頭螺桿以及平衡支撐座；光學(xué)平板，用于承載軸向加載機(jī)構(gòu)和法向加載機(jī)構(gòu)；所述直角固定器固定在光學(xué)平板上。本發(fā)明通過控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)控試驗(yàn)中的法向接觸載荷從而保證恒定的加載載荷，并設(shè)計(jì)搭載雙向夾緊結(jié)構(gòu)保證試樣兩側(cè)受力相等，有效解決傳統(tǒng)微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置中由于試樣兩側(cè)法向載荷受力不均以及難以恒定而對試驗(yàn)造成影響的技術(shù)問題，此外，本發(fā)明裝置的微動(dòng)墊具有拆卸簡單、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料性能測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種法向加載載荷恒定的微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

微動(dòng)疲勞中構(gòu)件承受交變載荷的同時(shí)還承受了法向的接觸載荷，容易導(dǎo)致構(gòu)件過早失效，特別涉及到許多過盈配合的關(guān)鍵零部件之間。因此針對構(gòu)件進(jìn)行微動(dòng)疲勞性能測試，研究微動(dòng)疲勞特性，預(yù)測其疲勞壽命是十分必要的。

微動(dòng)疲勞試驗(yàn)過程包括疲勞現(xiàn)象、微動(dòng)磨損現(xiàn)象和接觸條件等，主要的影響參量包括軸向循環(huán)載荷、法向接觸載荷和摩擦力等，其中法向接觸載荷常用的施加方式為螺栓緊固或者氣缸加載，但是兩種加載方式均很難保證試樣兩側(cè)承受相同的法向接觸載荷，試驗(yàn)過程中試樣容易因兩側(cè)受力不均而產(chǎn)生彎曲，且試驗(yàn)過程中法向接觸載荷難以實(shí)現(xiàn)恒定，嚴(yán)重影響了微動(dòng)疲勞相關(guān)的試驗(yàn)研究。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題情況，本發(fā)明提供一種法向加載載荷恒定的微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，通過控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)控試驗(yàn)中的法向接觸載荷從而保證恒定的加載載荷，并設(shè)計(jì)搭載雙向夾緊結(jié)構(gòu)保證試樣兩側(cè)受力相等，解決傳統(tǒng)微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置中由于試樣兩側(cè)法向載荷受力不均以及難以恒定而對試驗(yàn)造成影響等技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種法向加載載荷恒定的微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，包括：

軸向加載機(jī)構(gòu)，用于夾緊測試試樣并提供微動(dòng)疲勞試驗(yàn)所需的軸向循環(huán)載荷；

法向加載機(jī)構(gòu)，通過直角固定器進(jìn)行支撐固定，用于提供微動(dòng)疲勞試驗(yàn)所需的法向載荷，包括夾持機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、雙頭螺桿以及平衡支撐座；

光學(xué)平板，用于承載軸向加載機(jī)構(gòu)和法向加載機(jī)構(gòu)；

所述直角固定器固定在光學(xué)平板上。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述軸向加載機(jī)構(gòu)包括上橫梁、下橫梁、保護(hù)殼、軸向傳動(dòng)絲桿和測力傳感器，上橫梁和下橫梁套設(shè)在軸向傳動(dòng)絲桿上，且上橫梁保持固定，上橫梁和下橫梁上設(shè)置有用于裝夾試樣的夾頭，在下橫梁上設(shè)置有測力傳感器；所述軸向加載機(jī)構(gòu)機(jī)體內(nèi)安裝有位移傳感器，用于接收并反饋位移信號(hào)。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括法向傳動(dòng)絲桿、貫通式步進(jìn)電機(jī)、絲桿固定座、傳感器安裝座以及壓力傳感器，平衡支撐座上設(shè)置有通孔和螺紋孔，所述通孔用于連接直角固定器和雙頭螺桿，螺紋孔用于連接法向傳動(dòng)絲桿和貫通式步進(jìn)電機(jī)；法向傳動(dòng)絲桿通過絲桿固定座與傳感器安裝座相連，壓力傳感器一側(cè)固定在傳感器安裝座上，另一側(cè)與微動(dòng)夾具相連。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述夾持機(jī)構(gòu)包括微動(dòng)夾具和雙向夾緊結(jié)構(gòu)，雙向夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)置在微動(dòng)夾具側(cè)部；所述微動(dòng)夾具設(shè)置在雙頭螺桿的中間區(qū)域，并對稱分布在測試試樣的兩側(cè)，兩側(cè)微動(dòng)夾具通過雙向夾緊結(jié)構(gòu)相連接，所述雙頭螺桿中間區(qū)域?yàn)楣鈼U設(shè)計(jì)。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述微動(dòng)夾具包括傳動(dòng)連接件、微動(dòng)墊固定夾具、定位螺栓以及微動(dòng)墊，傳動(dòng)連接件與雙頭螺桿連接用于支撐微動(dòng)夾具，微動(dòng)墊固定夾具固定在傳動(dòng)連接件上，微動(dòng)墊安裝在微動(dòng)墊固定夾具的安裝槽中，并通過兩側(cè)定位螺栓鎖緊，所述微動(dòng)墊為圓柱狀，微動(dòng)墊的厚度與測試試樣的寬度相同。