机械式顶推疲劳试验机及腐蚀疲劳试验方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102980822A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102980822A(43)申请公布日2013.03.20(21)申请号201210517209.6(22)申请日2012.12.06(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市白下区御道街29号(72)发明人蔡晨宁潘建伍刘丽娜周雪华许晓(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人叶连生(51)Int.Cl.G01N3/56(2006.01)G01N17/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图55页(54)发明名称机械式顶推疲劳试验机及腐蚀疲劳试验方法(57)摘要本发明公开了一种机械式顶推疲劳试验机，属于结构实验力学领域。主要由钢架、动力机构、减速机构、椭圆轮盘机构和调节机构以及腐蚀装置组成。其基本原理是动机通过减速机改变输出速度，以适应工作机构的需要，然后通过椭圆轮盘的运动将圆周运动转变成直线运动，顶推杆与弹性元件相连接，通过调整弹性元件和顶推杆的长度来实现调整反力的大小，从而实现精确往复疲劳载荷的施加，同时如去掉弹性元件即可进行位移控制的疲劳试验。本发明具有精度高的特点。CN10298ACN102980822A权利要求书1/1页1.一种机械式顶推疲劳试验机，其特征在于：包括支撑架（16）、加载装置；其中加载装置包括固定安装于支撑架的水平电机（22）、通过减速机（21）与水平电机（22）相连的动力源轴（2）、安装于动力源轴（2）的椭圆轮盘（3）；还包括固定安装于支撑架（5）且依次位于椭圆轮盘（3）下方的直线轴承（7）和反力套筒（11）；上述反力套筒（11）顶部具有第一孔，反力套筒（11）内自上而下依次安装垫片（9）、弹簧（10）、加载压头（17）、在反力筒内高度可调的调节板（12），调节板上具有第二孔；上述加载压头（17）的下端伸出伸出调节板上的第二孔与试验件接触；上述直线轴承（7）内安装有顶推杆（6），顶推杆上端与椭圆轮盘接触，下端安装有力传感器（8）；力传感器下端穿过反力套筒顶部的第一孔与垫片（9）接触。2.根据权利要求1所述的机械式顶推疲劳试验机，其特征在于：该试验机换包括腐蚀装置，腐蚀装置由水泵（20）和位于加载压头（17）下方的腐蚀箱（15）组成。3.利用权利要求2所述的机械式顶推疲劳试验机进行试件腐蚀疲劳试验方法，其特征在于包括以下步骤：（1）、配置腐蚀溶液，将试件放入腐蚀箱中，通过水泵控制腐蚀溶液的进出；（2）、旋转椭圆轮盘，按需求调节椭圆轮盘位置后，将椭圆轮盘与动力源轴锁紧；（3）、启动动力源，利用调节板调节弹簧的伸缩量；（4）、通过进一步微调弹性元件的伸缩量，来调整顶推杆的整体长度，满足试件加载需求；进行试件腐蚀疲劳试验。2CN102980822A说明书1/3页机械式顶推疲劳试验机及腐蚀疲劳试验方法技术领域[0001]本发明涉及一种机械顶推多功能腐蚀疲劳试验机及腐蚀疲劳试验方法，属于结构实验力学领域。背景技术[0002]航空、航海、交通、道桥、建筑、港口工程结构中，各种材料的梁和弹性元件为典型受力构件，它们都长期处于各种环境下的重复受力状态下，因而这一类构件在各种环境下疲劳强度是结构力学中的重要研究课题。特别是在现代工程结构设计中，必须研究构件在复杂环境和载荷下的强度问题，迫切需要在实验室中实现这种载荷和环境状态，来考核构件的疲劳强度，为下一步的理论建立做准备。[0003]长期以来，对于这一类构件实现低成本的腐蚀疲劳试验是十分困难的。目前可以采用液压伺服疲劳试验机来实现，但由于这些设备价格昂贵，对使用环境都有严格的要求，且高能耗、长时间使用需要很高的试验成本。[0004]现行的一些机械腐蚀疲劳试验机，由于其加载装置单纯的采用位移控制加载，故在弹性范围内，结构变形较小，载荷的精度完全由位移精度来实现，在加上疲劳试验中试验件的磨损，因此无法保证试验载荷的精度要求，造成试验效果不佳，尤其对于小尺寸试件。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种精度高的机械式顶推疲劳试验机及腐蚀疲劳试验方法。[0006]一种机械式顶推疲劳试验机，其特征在于：包括支撑架、加载装置；其中加载装置包括固定安装于支撑架的水平电机、通过减速机与水平电机相连的动力源轴、安装于动力源轴的椭圆轮盘；还包括固定安装于支撑架且依次位于椭圆轮盘下方的直线轴承和反力套筒；上述反力套筒顶部具有第一孔，反力套筒内自上而下依次安装垫片、弹簧、加载压头、在反力筒内高度可调的调节板，调节板上具有第二孔；上述加载压头的下端伸出伸出调节板上的第二孔与试验件接触；上述直线轴承内安装有顶推杆，顶推杆上端与椭圆轮盘接触，下端安装有力传感器；力传感器下端穿过反力套筒顶部的第一孔与垫片接触。[000