一种圆棒试件拉压-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CN109632474A(43)申请公布日2019.04.16(21)申请号201910137101.6(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郝鑫奕赵淼东彭驰曹福粱(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4页附图4页(54)发明名称一种圆棒试件拉压-弯曲复合疲劳试验夹具(57)摘要本发明涉及一种圆棒试件拉压-弯曲复合疲劳试验夹具，包括上下夹头、上下承力框、上下转接头、调节螺钉，上下夹头通过螺纹与上下承力框连接，上下转接头位于上下承力框底部凹槽中、可沿凹槽滑动，圆棒试件通过螺纹与上下转接头连接，通过调节上下承力框两侧调节螺钉的旋入深度可以改变圆棒试件中心线与疲劳机轴向载荷的相对位置，当圆棒试件中心线与疲劳机轴向载荷不重合时，圆棒试件除单轴载荷外还将承受附加的弯曲载荷；试验时，上下夹头下端压紧在上下转接头矩形块上、上端被疲劳机夹紧。本发明能够实现圆棒试件的稳定夹持，并开展拉压-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、弯曲载荷的结构的寿命评估奠定基础。CN109632474ACN109632474A权利要求书1/1页1.一种圆棒试件拉压-弯曲复合疲劳试验夹具，其特征在于：包括，上夹头、上承力框、上转接头、下转接头、下承力框、下夹头和调节螺钉；上承力框和下承力框中部为空腔、下部为带有凹槽的承力齿；上转接头和下转接头上部为矩形块，下部为带有螺纹孔的圆柱；上夹头通过螺纹与上承力框连接，下夹头通过螺纹与下承力框连接；上转接头位于上承力框底部凹槽中，下转接头位于下承力框底部凹槽中；圆棒试件通过螺纹分别与上转接头和下转接头连接。2.根据权利要求1所述的一种圆棒试件拉压-弯曲复合疲劳试验夹具，其特征在于：所述上承力框的中部空腔高度比上转接头的矩形块高度高0.5mm-1mm，保证上转接头能从侧面进入上承力框中部空腔中。3.根据权利要求1所述的一种圆棒试件拉压-弯曲复合疲劳试验夹具，其特征在于：所述下承力框的中部空腔高度比下转接头矩形块高度高0.5mm-1mm，保证下转接头能从侧面进入下承力框的中部空腔中。4.根据权利要求1所述的一种圆棒试件拉压-弯曲复合疲劳试验夹具，其特征在于：所述上承力框的底部凹槽宽度方向与上转接头的矩形块为间隙配合，上承力框的底部凹槽长度比上转接头的矩形块长度长15mm-30mm，并且上承力框的下部承力齿边缘距离圆棒试件10mm-20mm，保证上转接头在上承力框的底部凹槽滑动。5.根据权利要求1所述的一种圆棒试件拉压-弯曲复合疲劳试验夹具，其特征在于：所述下承力框的底部凹槽宽度方向与下转接头矩形块为间隙配合，下承力框的底部凹槽长度比下转接头矩形块长度长15mm-30mm，并且下承力框的下部承力齿边缘距离圆棒试件10mm-20mm，保证下转接头在下承力框的底部的凹槽滑动。6.根据权利要求1所述的一种圆棒试件拉压-弯曲复合疲劳试验夹具，其特征在于：所述上承力框和下承力框的左右两侧各有两个螺钉孔，通过控制两侧调节螺钉的旋入深度改变圆棒试件中心线与疲劳机轴向载荷的相对位置，当圆棒试件中心线与疲劳机轴向载荷不重合时，圆棒试件除单轴载荷外还将承受附加的弯曲载荷。7.根据权利要求1所述的一种圆棒试件拉压-弯曲复合疲劳试验夹具，其特征在于：所述上夹头的下端在试验时恰好压紧在上转接头的矩形块上，下夹头的下端在试验时在恰好压紧在下转接头的矩形块上，在圆棒试件承受压缩载荷过程中，压力通过疲劳机传递给上夹头和下夹头，上夹头通过压紧在上转接头矩形块上的下端直接将压力传给上转接头，下夹头通过压紧在下转接头矩形块上的下端直接将压力传给下转接头，上转接头和下转接头通过螺纹将压力传给圆棒试件。2CN109632474A说明书1/4页一种圆棒试件拉压-弯曲复合疲劳试验夹具技术领域[0001]本发明涉及金属材料复合疲劳性能试验夹具，尤其是金属材料拉压-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压-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，高速旋转状态下的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，涡轮叶片损坏后果很严重，但是材料