一种高效率振动疲劳试验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110006611A(43)申请公布日2019.07.12(21)申请号201910240449.8(22)申请日2019.03.27(71)申请人中国航发北京航空材料研究院地址100095北京市海淀区北京市81号信箱科技发展部(72)发明人许巍陈新杨宪峰何玉怀陶春虎(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人陈宏林(51)Int.Cl.G01M7/02(2006.01)G01N3/32(2006.01)G01N3/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种高效率振动疲劳试验装置(57)摘要本发明是一种高效率振动疲劳试验装置，该装置包括振动台(3)、应变仪(4)和主控计算机(5)，以及设置在振动台(3)上的用于夹装试样的夹具，其特征在于：该夹具包括一个位于振动台(3)中心处的圆形中心卡盘(1)，在圆形中心卡盘(1)的外围环绕一个环状支撑架(2)，环状支撑架(2)由立柱(7)支撑固定，圆形中心卡盘(1)与环状支撑架(2)的圆心重合，沿圆形中心卡盘(1)的径向，将呈放射状排列的试样(6)安装在圆形中心卡盘(1)、环状支撑架(2)之间，该装置大幅度提高了试验效率，降低了试验成本。CN110006611ACN110006611A权利要求书1/1页1.一种高效率振动疲劳试验装置，该装置包括振动台(3)、应变仪和主控计算机(5)，以及设置在振动台(3)上的用于夹装试样的夹具，其特征在于：该夹具包括一个位于振动台(3)中心处的圆形中心卡盘(1)，在圆形中心卡盘(1)的外围环绕一个环状支撑架(2)，环状支撑架(2)由立柱(7)支撑固定，圆形中心卡盘(1)与环状支撑架(2)的圆心重合，沿圆形中心卡盘(1)的径向，将呈放射状排列的试样(6)安装在圆形中心卡盘(1)、环状支撑架(2)之间，安装方式为：试样(6)的一端通过方形基座(8)固定安装在圆形中心卡盘(1)的上表面；试样(6)的另一端通过活动夹具(9)安装环状支撑架(2)的上表面并能够随圆形中心卡盘(1)的上、下振动进行转动和滑动以防止试样(6)沿径向发生形变。2.根据权利要求1所述的高效率振动疲劳试验装置，其特征在于：所述活动夹具(9)包括一个与环状支撑架(2)固定连接的三角形基座(10)，三角形基座(10)上带有一个转动块(11)，转动块(11)与三角形基座(10)之间通过转动轴承(12)连接，转动块(11)上安装一个滑块(13)，滑块(13)与试样(6)固定连接，转动块(11)相对于三角形基座(10)的转动面与圆形中心卡盘(1)的径向重合，滑块(13)相对于转动块(11)的滑动轨迹所形成的滑动面也与圆形中心卡盘(1)的径向重合。3.根据权利要求1所述的高效率振动疲劳试验装置，其特征在于：在圆形中心卡盘(1)的中心上表面处设置一个可调节高度的凸台(14)，该凸台(14)表面与试样(6)上表面保持在同一水平面上，该凸台(14)与连接在主控计算机(5)上的激光位移传感器(15)相配合以测量试样(6)的振幅。4.根据权利要求1所述的高效率振动疲劳试验装置，其特征在于：所述应变仪为多通道应变仪(4)以确定每一个试样(6)的应变值。5.根据权利要求1所述的高效率振动疲劳试验装置，其特征在于：在圆形中心卡盘(1)的上表面设置有加速度传感器(16)与主控计算机(5)连接。2CN110006611A说明书1/3页一种高效率振动疲劳试验装置技术领域[0001]本发明是一种高效率振动疲劳试验装置，属于力学性能测试技术领域。背景技术[0002]对于工程材料来说，疲劳断裂失效是一种十分常见的失效模式，针对工程材料开展疲劳性能测试并获得性能数据，这对于工程结构件的设计和寿命预测具有重要意义。振动是工程结构中常见的载荷形式，也是引起工程结构和材料疲劳失效的重要原因，因此振动疲劳测试是获取材料和结构件在振动条件下的疲劳性能的重要测试手段。[0003]通常，振动疲劳测试采用单根试样逐个加载的方式，即对所测试样逐个装夹、加载和拆卸，这种方式的稳定性和可靠性较高，但是测试效率偏低。振动疲劳对试样数量需求通常较多，试验周期较长，特别是对于超高周振动疲劳测试而言，所要求的疲劳循环数较高，通常达到了107到109循环数，单根试样的测试周期甚至可能长达数十天，一条完整的S-N曲线(含30根试样)的测试周期甚至可耗费数月。目前为了提高测试效率，普遍使用的手段是提高试样的加载频率，但振动疲劳通常在共振状态下进行加载，而试样形状和尺寸已经限定了其共振频率，除了改变试样形式外，很难寻求有效办法提高加载频率。基于上述考虑，亟需寻找更加有效的试验装置和方法来提高试验效率，满足针对大数量试样的振动疲劳测试需求。发明内容[0004]