一种平板试件拉伸-弯曲复合疲劳试验夹具.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CN109655333A(43)申请公布日2019.04.19(21)申请号201910140701.8(22)申请日2019.02.25(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人胡殿印王荣桥张斌赵淼东王吉儿潘锦超曹福粱(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人安丽成金玉(51)Int.Cl.G01N3/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图5页(54)发明名称一种平板试件拉伸-弯曲复合疲劳试验夹具(57)摘要本发明涉及一种平板试件拉伸-弯曲复合疲劳试验夹具，包括上夹头、上分半内夹块、上支撑板、下分半内夹块、下支撑板、下夹头，上下夹头分别与疲劳试验机相连，上下支撑板位于上下夹头的凹槽中、可沿凹槽滑动，平板试件与上下分半内夹块连接后装入上下支撑板中部的倒梯形体空腔。上下夹头前后左右各有两个螺钉孔，通过控制调节螺钉的旋入深度可改变上下支撑板位置，进而改变平板试件位置，当平板试件中心线与疲劳机轴向载荷不重合时，平板试件除单轴载荷外还将承受附加弯曲载荷。本发明能够满足平板试件的稳定夹持，开展拉伸-弯曲复合疲劳试验，为航空发动机涡轮叶片等服役过程中同时承受拉伸、弯曲载荷的工程结构的寿命评估奠定基础。CN109655333ACN109655333A权利要求书1/1页1.一种平板试件拉伸-弯曲复合疲劳试验夹具，其特征在于：包括，上夹头、上分半内夹块、上支撑板、下分半内夹块、下支撑板和下夹头；上夹头和下夹头中部为空腔、下部为带有凹槽的承力齿；上夹头与疲劳试验机上端相连；下夹头与疲劳试验机下端相连；上支撑板位于上夹头的凹槽中，沿所述凹槽滑动；下支撑板位于下夹头的凹槽中，沿所述凹槽滑动；上分半内夹块与平板试件一端连接后装入上支撑板中部的倒梯形体空腔；下分半内夹块与平板试件一端连接后装入下支撑板中部的倒梯形体空腔。2.根据权利要求1所述的一种平板试件拉伸-弯曲复合疲劳试验夹具，其特征在于：所述上夹头的两侧空腔高度比上支撑板的高度高0.5-1mm，保证上支撑板能从侧面进入上夹头内部空腔中。3.根据权利要求1所述的一种平板试件拉伸-弯曲复合疲劳试验夹具，其特征在于：所述下夹头的两侧空腔高度比下支撑板的高度高0.5-1mm，保证下支撑板能从侧面进入下夹头内部空腔中。4.根据权利要求1所述的一种平板试件拉伸-弯曲复合疲劳试验夹具，其特征在于：所述上夹头的凹槽长度比上支撑板的长度长20-30mm，上夹头的凹槽宽度比上支撑板的宽度宽出20-30mm，并且上夹头的下部承力齿边缘距离平板试件10-20mm，保证上支撑板沿上夹头的凹槽滑动。5.根据权利要求1所述的一种平板试件拉伸-弯曲复合疲劳试验夹具，其特征在于：所述下夹头的凹槽长度比下支撑板的长度长20-30mm，下夹头的凹槽宽度比下支撑板的宽度宽20-30mm，并且下夹头的下部承力齿边缘距离平板试件10-20mm，保证下支撑板沿下夹头的凹槽滑动。6.根据权利要求1所述的一种平板试件拉伸-弯曲复合疲劳试验夹具，其特征在于：所述上夹头和下夹头前后左右各有两个螺钉孔，通过控制调节螺钉的旋入深度改变上下支撑板位置，从而改变平板试件位置；当平板试件中心线与疲劳机轴向载荷不重合时，平板试件承受单轴载荷和附加的弯曲载荷。2CN109655333A说明书1/3页一种平板试件拉伸-弯曲复合疲劳试验夹具技术领域[0001]本发明涉及一种平板试件拉伸-弯曲复合疲劳试验夹具，属于金属材料复合疲劳性能试验夹具，尤其是金属材料拉伸-弯曲复合疲劳试验夹具的设计制造领域，在此基础上可以开展金属材料拉伸-弯曲复合疲劳试验，为航空发动机涡轮叶片等服役过程中同时承受拉伸、弯曲载荷的工程结构的寿命评估奠定基础。背景技术[0002]航空发动机涡轮叶片服役条件恶劣，高速旋转状态下离心载荷使涡轮叶片产生拉伸应力，积叠线不与径向线重合的涡轮叶片在离心载荷作用下还将产生弯曲应力；气动载荷主要以表面压力的形式作用在涡轮叶片表面上，由于叶片不同部位气动载荷分布的不均匀性，涡轮叶片还将承受弯曲力矩、扭转力矩。作为航空发动机的核心部件之一，涡轮叶片损坏后果十分严重，但是材料手册中通常仅有单轴拉伸、拉压疲劳试验数据，难以支撑同时承受拉伸、弯曲载荷的工程结构的寿命评估。因此，开展涡轮叶片材料拉伸-弯曲复合疲劳试验，确定其寿命具有十分重要的意义。[0003]北航闫晓军等针对涡轮叶片疲劳试验研制了涡轮叶片夹具(闫晓军,聂景旭.定向结晶涡轮叶片蠕变/疲劳寿命的试验与分析[J].航空动力学报,2005,20(6):925-931.)，该夹具利用互相垂直的两对销轴将夹具的主要零件进行连接，每个销轴联接的两个零件构成一个转向节，零件可