一种小载荷弯曲疲劳测试装置及方法
专利汇可以提供一种小载荷弯曲疲劳测试装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种小 载荷 弯曲疲劳测试装置及方法。装置包括底座、台架、直线 电机 模组、直线电机模组 支架 、载荷 传感器 、推 力 杆导向轮组件、推力杆、试样固定端夹具右 支撑 台、试样悬臂端夹具组件、位移传感器测试接杆、位移传感器、位移传感器支架、疲劳试样、试样固定端夹具组件、环境箱、试样固定端夹具左支撑台和控制系统；本 发明 提供的小载荷弯曲疲劳测试装置及方法可实现 应力 控制、应变控制和应力/应变混合控制疲劳测试，实现应力比大于零、等于零或小于零的弯曲疲劳性能测试。装置结构设计合理、功能齐全、操作方便。，下面是一种小载荷弯曲疲劳测试装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种小载荷弯曲疲劳测试装置，其特征在于：所述的小载荷弯曲疲劳测试装置包括：
底座(1)、台架(2)、直线电机模组(3)、直线电机模组支架(4)、载荷传感器(5)、推力杆导向轮组件(6)、推力杆(7)、试样固定端夹具右支撑台(8)、试样悬臂端夹具组件(9)、位移传感器测试接杆(10)、位移传感器(11)、位移传感器支架(12)、疲劳试样(13)、试样固定端夹具组件(14)、环境箱(15)、试样固定端夹具左支撑台(16)和控制系统；其中，所述的底座(1)为水平设置的板状结构，底面四角处分别设有一个地脚；台架(2)为由四个支撑臂和一个水平台组成的框架结构，四个支撑臂下端分别与底座(1)刚性连接，上端分别与水平台的四个角刚性连接，通过调节安装在底座(1)上的四个地脚可使台架(2)上表面处于水平状态；直线电机模组支架(4)的上端连接在水平台的底面上；直线电机模组(3)的背面固定在直线电机模组支架(4)的下部前端面上，作动机构垂直向上延伸；载荷传感器(5)的下端固定在直线电机模组(3)的作动机构上端；推力杆导向轮组件(6)固定在水平台的表面；推力杆(7)的下端从上至下依次穿过推力杆导向轮组件(6)及水平台后与载荷传感器(5)的上端相连，推力杆导向轮组件(6)用于保证推力杆(7)沿垂直方向上下运动；试样悬臂端夹具组件(9)与推力杆(7)上端通过法兰固定连接；试样固定端夹具右支撑台(8)和试样固定端夹具左支撑台(16)以对称方式分别安装在位于直线电机模组支架(4)上方的水平台表面，内侧上部分别与试样固定端夹具组件(14)的两端相连接；疲劳试样(13)的固定端安装在试样固定端夹具组件(14)上，悬臂端安装在试样悬臂端夹具组件(9)上；位移传感器支架(12)为“门”字形结构，两端分别安装在试样固定端夹具右支撑台(8)和试样固定端夹具左支撑台(16)上；位移传感器(11)的上端固定在位移传感器支架(12)的横梁中部，探针垂直向下；位移传感器测试接杆(10)的下端与试样悬臂端夹具组件(9)连接，上端安装一个水平测试台面，位移传感器(11)探针上的发射装置向水平测试台面发射一束激光，经水平测试台面上表面反射后进入位移传感器(11)探针上的接收装置，通过激光触发接收装置上的感光器件的位置可知位移传感器(11)与水平测试台面之间的距离；环境箱(15)的下端以可前后移动的方式设在台架(2)后侧的底座(1)表面上，上部内部空腔能够容纳疲劳试样(13)、试样固定端夹具组件(14)、试样悬臂端夹具组件(9)、推力杆(7)上部和位移传感器测试连杆(10)下部；控制系统包括人机交互模块(17)和控制器(18)；其中控制器(18)同时与人机交互模块(17)、直线电机模组(3)、载荷传感器(5)和位移传感器(11)电连接。
2.根据权利要求1所述的小载荷弯曲疲劳测试装置，其特征在于：所述的试样固定端夹具组件(14)包括：固定端上压板(14-1)、固定端紧固螺栓(14-2)、滑动板垂直导向滚轮(14-
3)、右边框(14-4)、滑动板(14-5)、左边框(14-6)、滑动板水平导向滚轮(14-7)和水平横梁(14-8)；其中水平横梁(14-8)的两端呈圆杆状，两端分别固定在试样固定端夹具右支撑台(8)和试样固定端夹具左支撑台(16)的内侧面上部，中间部位为平板结构，平板结构的表面与台架(2)水平台的上表面平行；右边框(14-4)和左边框(14-6)均为垂直设置的凸字形板，下端分别固定在水平横梁(14-8)平板部位两侧，两侧台肩处分别固定一个垂直设置的滑动板水平导向滚轮(14-7)，中部内侧面上下部位分别对称安装两个水平设置的滑动板垂直导向滚轮(14-3)；滑动板(14-5)为回字形平板结构，位于四个滑动板水平导向滚轮(14-7)和八个滑动板垂直导向滚轮(14-3)之间；滑动板(14-5)的前端表面放置疲劳试样(13)的固定端，固定端上压板(14-1)放置在疲劳试样(13)固定端上，固定端紧固螺栓(14-2)穿过固定端上压板(14-1)和疲劳试样(13)后螺纹连接在滑动板(14-5)上，由此将固定端上压板(14-
1)、疲劳试样(13)和滑动板(14-5)紧固在一起。
3.根据权利要求1所述的小载荷弯曲疲劳测试装置，其特征在于：所述的试样悬臂端夹具组件(9)包括：悬臂端下连接板(9-1)、悬臂端下压板(9-2)、右旋转轴承(9-3)、悬臂端上压板(9-4)、悬臂端上连接板(9-5)、悬臂端紧固螺栓(9-6)和左旋转轴承(9-7)；其中悬臂端下连接板(9-1)为凹字形板状结构，底面通过法兰与推力杆(7)上端连接，两侧壁上分别安装右旋转轴承(9-3)和左旋转轴承(9-7)；悬臂端下压板(9-2)的两端呈圆杆状，分别插入右旋转轴承(9-3)和左旋转轴承(9-7)的中心孔内，悬臂端下压板(9-2)的中部形成有凸台，凸台上表面与疲劳试样(13)的悬臂端底面相接触；悬臂端上压板(9-4)放置在疲劳试样(13)的悬臂端表面；悬臂端紧固螺栓(9-6)穿过悬臂端上压板(9-4)、疲劳试样(13)的悬臂端后螺纹连接在悬臂端下压板(9-2)上，由此将悬臂端上压板(9-4)、疲劳试样(13)和悬臂端下压板(9-2)紧固在一起；悬臂端上连接板(9-5)的两端分别固定在悬臂端下连接板(9-1)两侧壁上端，上表面中部与位移传感器测试连杆(10)的下端刚性连接。
4.一种采用权利要求1所述小载荷弯曲疲劳测试装置的测试方法，其特征在于：所述的测试方法包括按顺序进行的下列步骤：
第一步：将疲劳试样(13)的固定端固定在试样固定端夹具组件(14)上，悬臂端固定在试样悬臂端夹具组件(9)上，在控制器(18)的控制下调节直线电机模组(3)的作动机构，使疲劳试样(13)水平，设该位置为零位；
第二步：根据疲劳试样(13)服役条件下承受的循环应力或应变，设置直线电机模组(3)作动机构的位移和行程，当最大应力/应变和最小应力/应变都位于零位同一侧时，实现应力比大于零的弯曲疲劳性能测试；当最大应力/应变和最小应力/应变位于零位两侧时，实现应力比小于零的弯曲疲劳性能测试；当最小应力/应变位于零位时，实现应力比等于零的弯曲疲劳性能测试；
第三步：根据疲劳试样(13)的服役条件，设置疲劳测试时的环境箱(15)的温度，以模拟疲劳试样(13)的服役温度环境；
第四步：在人机交互模块(17)上选择载荷控制疲劳测试模式，即通过监测载荷传感器(5)的反馈信号控制直线电机模组(3)输出恒定载荷，实现应力控制疲劳测试，即高周疲劳测试，若该模式下疲劳试样(13)中出现细微裂纹时，疲劳试样(13)刚度突然下降，在直线电机模组(3)输出恒定载荷条件下疲劳试样(13)的悬臂端位移突然出现增大，位移传感器(11)监测到此变化后即刻停止测试，控制器(18)记录下疲劳试样(13)承受的循环应力数量，即为该载荷条件下疲劳试样(13)的寿命；选择位移控制疲劳测试模式，即通过监测位移传感器(11)的反馈信号控制直线电机模组(3)输出恒定位移，实现应变控制弯曲疲劳测试，即低周疲劳测试，若该模式下疲劳试样(13)中出现细微裂纹，疲劳试样(13)刚度突然下降，在直线电机模组(3)输出恒定位移条件下疲劳试样(13)的弯曲抗力突然出现降低，载荷传感器(5)监测到此变化后即刻停止测试，控制器(18)记录下疲劳试样(13)承受的循环应变数量，即为该应变条件下疲劳试样(13)的寿命。
一种小载荷弯曲疲劳测试装置及方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
16以对称方式分别安装在位于直线电机模组支架4上方的水平台表面，内侧上部分别与试样固定端夹具组件14的两端相连接；疲劳试样13的固定端安装在试样固定端夹具组件14上，悬臂端安装在试样悬臂端夹具组件9上；位移传感器支架12为“门”字形结构，两端分别安装在试样固定端夹具右支撑台8和试样固定端夹具左支撑台16上；位移传感器11的上端固定在位移传感器支架12的横梁中部，探针垂直向下；位移传感器测试接杆10的下端与试样悬臂端夹具组件9连接，上端安装一个水平测试台面，位移传感器11探针上的发射装置向水平测试台面发射一束激光，经水平测试台面上表面反射后进入位移传感器11探针上的接收装置，通过激光触发接收装置上的感光器件的位置可知位移传感器11与水平测试台面之间的距离。环境箱15的下端以可前后移动的方式设在台架2后侧的底座1表面上，上部内部空腔能够容纳疲劳试样13、试样固定端夹具组件14、试样悬臂端夹具组件9、推力杆7上部和位移传感器测试连杆10下部；控制系统包括人机交互模块17和控制器18；其中控制器18同时与人机交互模块17、直线电机模组3、载荷传感器5和位移传感器11电连接。
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