本發(fā)明涉及試驗(yàn)裝置，尤其涉及一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

1、微動(dòng)疲勞是指在循環(huán)載荷作用下，兩個(gè)相互接觸的結(jié)構(gòu)單元之間具有接觸載荷，并同時(shí)發(fā)生微小位移相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生復(fù)雜的磨損作用。當(dāng)緊密接觸構(gòu)件承受交變疲勞載荷時(shí)，其表面將極易產(chǎn)生疲勞裂紋，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生微動(dòng)疲勞失效。微動(dòng)疲勞現(xiàn)象廣泛存在于汽車、鐵路、船舶、航空航天等領(lǐng)域的緊密配合部件中，研究表面，微動(dòng)疲勞對(duì)零件材料影響巨大，其疲勞強(qiáng)度會(huì)降低2～5倍。為了更好地分析材料的微動(dòng)疲勞行為，揭示其損失失效機(jī)理，材料級(jí)微動(dòng)疲勞試驗(yàn)受到重點(diǎn)關(guān)注。

2、為研究材料的微動(dòng)疲勞特性，需在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展微動(dòng)疲勞試驗(yàn)。由于對(duì)微動(dòng)疲勞的研究迄今為止沒(méi)有統(tǒng)一的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和完備的試驗(yàn)裝置，研究者只能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)的裝置設(shè)計(jì)和改造。普通的單軸疲勞試驗(yàn)機(jī)無(wú)法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)件施加橫向載荷，因此無(wú)法直接用于微動(dòng)疲勞試驗(yàn)。目前，試驗(yàn)橫向載荷的方式多采用左右兩側(cè)同時(shí)加載，即使是控制程序也很難保證左右兩側(cè)的法向載荷能夠大小一致，因此，試件就可能受到額外的彎矩，還會(huì)影響微動(dòng)墊對(duì)中位置的精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，為解決現(xiàn)有的微動(dòng)疲勞試驗(yàn)過(guò)程中橫向載荷受力不均，影響微動(dòng)墊以及試樣的對(duì)中位置精度的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，通過(guò)單側(cè)的作動(dòng)器輸出載荷，并與框架、頂桿、限位座、微動(dòng)墊和試樣等部件共同形成一個(gè)封閉結(jié)構(gòu)，保證試驗(yàn)過(guò)程中橫向載荷的穩(wěn)定加載。通過(guò)加載試驗(yàn)臺(tái)底座、限位座和定位器等裝置來(lái)調(diào)整微動(dòng)墊和試樣位置，進(jìn)而提高微動(dòng)疲勞試驗(yàn)的對(duì)中位置精度。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

3、一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，包括用于提供循環(huán)的軸向載荷的疲勞試驗(yàn)機(jī)、用于提供試驗(yàn)所需的橫向載荷的橫向載荷加載機(jī)構(gòu)和用于為所述橫向載荷加載機(jī)構(gòu)提供試驗(yàn)平臺(tái)的加載試驗(yàn)臺(tái)；

4、所述加載試驗(yàn)臺(tái)包括：

5、加載試驗(yàn)臺(tái)底座；

6、框架，設(shè)置于所述加載試驗(yàn)臺(tái)底座上，用于為所述橫向載荷加載機(jī)構(gòu)提供橫向載荷支撐；

7、柔性墊塊，位于所述加載試驗(yàn)臺(tái)底座和所述框架之間，用于抵消橫向力造成的載荷損失；

8、所述橫向載荷加載機(jī)構(gòu)包括：

9、左限位座和右限位座，其均設(shè)置于所述加載試驗(yàn)臺(tái)底座上并與所述加載試驗(yàn)臺(tái)底座滑動(dòng)連接；

10、左頂桿，其一端與所述框架左端連接，另一端與所述左限位座連接；

11、作動(dòng)器，其連接于所述框架右側(cè)；

12、右頂桿，其一端與所述作動(dòng)器的輸出端連接，另一端與所述框架右側(cè)連接；

13、微動(dòng)墊，分別設(shè)置于所述左限位座和右限位座上，并在所述作動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)下與試樣接觸并對(duì)所述試樣施加橫向載荷；

14、橫向載荷傳感器，用于監(jiān)測(cè)橫向載荷的大??；

15、橫向載荷控制器，用于控制所述作動(dòng)器施加預(yù)定大小的橫向載荷。

16、優(yōu)選地，所述加載試驗(yàn)臺(tái)還包括：

17、左夾持座和左固定座，二者相互配合連接于所述疲勞試驗(yàn)機(jī)的導(dǎo)向立柱上；

18、右?jiàn)A持座和右固定座，二者相互配合連接于所述疲勞試驗(yàn)機(jī)的導(dǎo)向立柱上；

19、所述加載試驗(yàn)臺(tái)底座的兩端分別設(shè)置于所述左固定座和右固定座上。

20、優(yōu)選地，所述橫向載荷加載機(jī)構(gòu)還包括：

21、左微動(dòng)墊固定塊，其位于所述左限位座上，用于壓緊位于所述左限位座上的微動(dòng)墊；

22、右微動(dòng)墊固定塊，其位于所述右限位座上，用于壓緊位于所述右限位座上的微動(dòng)墊；

23、定位器，其分別設(shè)置于所述左限位座和右限位座上，用于容置所述微動(dòng)墊。

24、優(yōu)選地，所述定位器為分別開(kāi)設(shè)于所述左限位座和右限位座上的通槽，所述微動(dòng)墊放置于所述通槽內(nèi)，所述通槽的尺寸大于所述微動(dòng)墊和試樣的尺寸，厚度低于所述微動(dòng)墊的厚度。

25、優(yōu)選地，所述左限位座由與所述加載試驗(yàn)臺(tái)底座滑動(dòng)連接的左限位下座和蓋合于所述左限位下座上的左限位上座構(gòu)成；

26、所述右限位座由與所述加載試驗(yàn)臺(tái)底座滑動(dòng)連接的右限位下座和蓋合于所述右限位下座上的右限位上座構(gòu)成；

27、所述左限位上座和右限位上座上均設(shè)置有用于找平的調(diào)節(jié)螺旋，保證所述微動(dòng)墊在同一水平面上。

28、優(yōu)選地，還包括用于為試驗(yàn)提供額外偏移幅值的偏移幅值裝置。

29、優(yōu)選地，所述偏移幅值裝置包括：

30、試樣夾具，用于夾持所述試樣；

31、偏移幅值盤(pán)，其設(shè)置于所述疲勞試驗(yàn)機(jī)上；

32、試樣夾具與所述偏移幅值盤(pán)嚙合連接，通過(guò)所述偏移幅值盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為所述試樣夾具的平移。

33、優(yōu)選地，所述試樣夾具上設(shè)置有齒紋，所述偏移幅值盤(pán)上設(shè)置有與所述齒輪嚙合連接的平面螺紋。

34、優(yōu)選地，所述疲勞試驗(yàn)機(jī)包括：

35、主機(jī)底座；

36、上橫梁，其位于所述主機(jī)底座上；

37、升降油缸，其一端連接于所述主機(jī)底座上，另一端連接于所述上橫梁上；

38、導(dǎo)向立柱，其設(shè)置于所述主機(jī)底座上，并穿過(guò)開(kāi)設(shè)于所述上橫梁兩端的通孔；

39、對(duì)中裝置、載荷傳感器和液壓上夾具，從上往下依次同軸連接在所述上橫梁底部；

40、下夾具，設(shè)置于所述主機(jī)底座上，并與所述上夾具相對(duì)設(shè)置；

41、控制器系統(tǒng)，用于控制所述升降油缸升降、所述上夾具和下夾具的開(kāi)合；

42、伺服液壓油源，用于為所述升降油缸提供所需的流量和壓力。

43、優(yōu)選地，所述柔性墊塊為聚酰胺尼龍墊塊。

44、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的有益效果：

45、本發(fā)明提供的微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，通過(guò)單側(cè)的作動(dòng)器輸出載荷，并與框架、頂桿、限位座、微動(dòng)墊和試樣等部件共同形成一個(gè)封閉結(jié)構(gòu)，保證試驗(yàn)過(guò)程中橫向載荷的穩(wěn)定加載。通過(guò)加載試驗(yàn)臺(tái)底座、限位座和定位器等裝置來(lái)調(diào)整微動(dòng)墊和試樣位置，進(jìn)而提高微動(dòng)疲勞試驗(yàn)的對(duì)中位置精度。

46、偏移幅值裝置在試驗(yàn)過(guò)程中持續(xù)施加偏移幅值，可更好的模擬零件受實(shí)際復(fù)雜工況的影響，提高試驗(yàn)的工程適用性。

47、綜上，本發(fā)明通過(guò)搭建的結(jié)構(gòu)裝置與疲勞試驗(yàn)機(jī)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在普通疲勞試驗(yàn)機(jī)上開(kāi)展微動(dòng)疲勞試驗(yàn)，通過(guò)所設(shè)計(jì)的加載試驗(yàn)臺(tái)和橫向載荷加載機(jī)構(gòu)，保證微動(dòng)墊以及試樣的對(duì)中位置精度，微動(dòng)墊可在試樣兩側(cè)施加相同的橫向載荷，解決了微動(dòng)疲勞試驗(yàn)過(guò)程中橫向載荷受力不均等問(wèn)題，提高微動(dòng)疲勞試驗(yàn)準(zhǔn)確性，可持續(xù)施加偏移幅值，可更好的模擬零件受實(shí)際復(fù)雜工況的影響，提高試驗(yàn)的工程適用性。

48、本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)將在下述的具體實(shí)施方式中詳細(xì)介紹。

技術(shù)特征：

1.一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括用于提供循環(huán)的軸向載荷的疲勞試驗(yàn)機(jī)、用于提供試驗(yàn)所需的橫向載荷的橫向載荷加載機(jī)構(gòu)和用于為所述橫向載荷加載機(jī)構(gòu)提供試驗(yàn)平臺(tái)的加載試驗(yàn)臺(tái)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述加載試驗(yàn)臺(tái)還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述橫向載荷加載機(jī)構(gòu)還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述定位器為分別開(kāi)設(shè)于所述左限位座和右限位座上的通槽，所述微動(dòng)墊放置于所述通槽內(nèi)，所述通槽的尺寸大于所述微動(dòng)墊和試樣的尺寸，厚度低于所述微動(dòng)墊的厚度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述左限位座由與所述加載試驗(yàn)臺(tái)底座滑動(dòng)連接的左限位下座和蓋合于所述左限位下座上的左限位上座構(gòu)成；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括用于為試驗(yàn)提供額外偏移幅值的偏移幅值裝置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述偏移幅值裝置包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述試樣夾具上設(shè)置有齒紋，所述偏移幅值盤(pán)上設(shè)置有與所述齒輪嚙合連接的平面螺紋。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述疲勞試驗(yàn)機(jī)包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述柔性墊塊為聚酰胺尼龍墊塊。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，屬于試驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括用于提供循環(huán)的軸向載荷的疲勞試驗(yàn)機(jī)、用于提供試驗(yàn)所需的橫向載荷的橫向載荷加載機(jī)構(gòu)和用于為橫向載荷加載機(jī)構(gòu)提供試驗(yàn)平臺(tái)的加載試驗(yàn)臺(tái)。本發(fā)明通過(guò)搭建的結(jié)構(gòu)裝置與疲勞試驗(yàn)機(jī)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在普通疲勞試驗(yàn)機(jī)上開(kāi)展微動(dòng)疲勞試驗(yàn)，通過(guò)所設(shè)計(jì)的加載試驗(yàn)臺(tái)和橫向載荷加載機(jī)構(gòu)，保證微動(dòng)墊以及試樣的對(duì)中位置精度，微動(dòng)墊可在試樣兩側(cè)施加相同的橫向載荷，解決了微動(dòng)疲勞試驗(yàn)過(guò)程中橫向載荷受力不均等問(wèn)題，提高微動(dòng)疲勞試驗(yàn)準(zhǔn)確性，可持續(xù)施加偏移幅值，可更好的模擬零件受實(shí)際復(fù)雜工況的影響，提高試驗(yàn)的工程適用性。

技術(shù)研發(fā)人員：李云玲,蔡晉,鐘振前,鄭凱,王艷江
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鋼研納克檢測(cè)技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9