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原文传递一种多功能多轴微动疲劳试验装置

专利名称：	一种多功能多轴微动疲劳试验装置
摘要：	本发明涉及一种机械装置，具体涉及一种多功能多轴微动疲劳试验装置，本发明包括内框部件、外框部件、微动疲劳部件、支座部件、下支架部件和疲劳试件，所述内框部件设置在外框部件内，所述下支架部件沿轴向设置在内框部件的下端，所述微动疲劳部件设置在下支架部件上，所述支座部件同时设置在内框部件和外框部件左右两端，本发明具有广泛的适配性，基于现有普通疲劳试验机为平台，直接加装本装置即可进行微动疲劳或普通多点弯曲疲劳试验，极大的节省了专用疲劳试验设备的成本；本发明采用框架结构互相配合，既能保证足够的刚度又能使结构紧凑，节约空间，确保循环加载中装置的稳定性和精度，进而保证试验结果的准确性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京理工大学
发明人：	焦黎;周天丰;顾慧卿;冯吕晨;王西彬;刘志兵;陈仕齐;颜培;梁志强;解丽静
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910220477.3
公开号：	CN110174320A
代理机构：	石家庄德皓专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	杨瑞龙
分类号：	G01N3/32(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	北京市海淀区中关村南大街5号
主权项：	1.一种多功能多轴微动疲劳试验装置，其特征在于其包括：内框部件(1)、外框部件(2)、微动疲劳部件(3)、支座部件(4)、下支架部件(5)和疲劳试件(6)，所述内框部件(1)设置在外框部件(2)内，所述下支架部件(5)沿轴向设置在内框部件(1)的下端，所述微动疲劳部件(3)设置在下支架部件(5)上，所述支座部件(4)同时设置在内框部件(1)和外框部件(2)左右两端，所述支座部件(4)与微动疲劳部件(3)的水平中心轴线重合，所述疲劳试件(6)轴线与支座部件(4)和微动疲劳部件(3)的水平中心轴线重合，并同时设置在微动疲劳部件(3)与支座部件(4)内；所述微动疲劳部件(3)包括设有槽孔(301a)的上微动座(301)、微动块(302)、弯曲应变片(7)、微动块应变片(8)、施力应变片(9)、下施力螺钉(306)、下施力螺母(307)、下微动座弹簧(308)、上微动座弹簧(310)、上施力螺母(311)、上施力螺钉(312)、微扭应变片(10)和设有安装槽(305a)的下微动座(305)；所述安装槽(305a)对称设置在上微动座(301)和下微动座(305)两端，所述上微动座(301)和下微动座(305)的安装槽(305a)背面分别设有贯通的槽孔(301a)；所述微动块(302)成组设置在上微动座(301)和下微动座(305)之间，所述微动块(302)分别设置在安装槽(305a)中，所述微动块(302)中的上微动块中水平设有微动块应变片(8)，所述微动块(302)中的下微动块中水平设有施力应变片(9)，所述弯曲应变片(7)和微扭应变片(10)设置在疲劳试件(6)上，所述上微动座弹簧(310)上施力螺母(311)、上施力螺钉(312)穿过安装槽(305a)设置在上微动座(301)上，所述下微动座弹簧(308)、下施力螺钉(306)、下施力螺母(307)穿过安装槽(305a)设置在下微动座(305)上；所述上微动座(301)和下微动座(305)前侧面分别对称设有通孔，所述上微动座(301)和下微动座(305)通过微动连杆(303)、连接螺钉(304)和螺母(309)连接。 2.根据权利要求1所述的一种所述多功能多轴微动疲劳试验装置，其特征在于：所述支座部件(4)包括两组弯曲端支座(401)、两组扭转端支座(402)、L形支座(403)、滚针轴承(404)、U形框(405)、弹性柱(406)、紧固螺母(407)和紧固螺钉(408)；所述弯曲端支座(401)横截面为长方形，所述弯曲端支座(401)下端设有通孔；所述L形支座(403)竖直分支上设有一个通孔，水平分支的底面上设有两个盲孔；L支座(403)的通孔中设置有一个支座销钉；所述滚针轴承(404)逐一套接安装在支座销钉上；所述U形框(405)通过其上下两端的滚针轴承(404)分别设置在弯曲端支座(401)和扭转端支座(402)内；所述弹性柱(407)设于疲劳试件(6)和扭转端支座(402)内侧的凸台之间，所述紧固螺钉(408)穿过紧固螺母(407)设置于L形支座(403)的盲孔内。 3.根据权利要求2所述的一种所述多功能多轴微动疲劳试验装置，其特征在于：所述内框部件(1)包括内框前板(101)、上支座(102)、设有第一销孔(103a)的内框后板(103)和内框连杆(104)和连接螺钉；所述上支座(102)侧面设有螺纹孔，所述内框前板(101)、上支座(102)和内框后板(103)的上端通过螺钉依次连接；所述内框连杆(104)设置在内框前板(101)和内框后板(103)的下端，并通过螺钉连接；所述外框部件(2)包括外框前板(201)、设有侧孔(202a)的外框上连杆(202)、设有第二销孔(203a)的外框后板(203)、外框下连杆(204)和连接螺钉；所述外框前板(201)和外框后板(203)上端通过外框上连杆(202)连接，并利用螺钉固定；所述外框前板(201)和外框后板(203)下端通过外框下连杆(205)连接，并利用螺钉固定。 4.根据权利要求2或3所述的一种所述多功能多轴微动疲劳试验装置，其特征在于：所述下支架部件(5)包括下支架(501)、第二螺栓螺母组(502)和下支座(503)，所述下支架(501)为两端叉形构件，并设有通孔，所述下支架(501)一端通过第一螺栓螺母组(35)与微动疲劳部件(3)连接，所述下支架(501)另一端通过第二螺栓螺母组(502)与下支座(503)连接。 5.根据权利要求3所述的一种所述多功能多轴微动疲劳试验装置，其特征在于：所述支座部件(4)中的弯曲端支座(401)和扭转端支座(402)的前端面和后端面均设有通孔，并通过销钉分别穿过通孔、内框后板第一销孔(103a)和外框后板第二销孔(203a)设置在内框后板(103)、外框后板(203)、内框前板(101)和外框前板(201)上。 6.根据权利要求3所述的一种所述多功能多轴微动疲劳试验装置，其特征在于：所述内框部件(1)设置在外框部件(2)内，所述内框部件(1)和外框部件(2)通过外框上连杆侧孔(202a)连接。 7.根据权利要求1所述的一种多功能多轴微动疲劳试验装置，其特征在于：所述微动疲劳部件(3)的下微动座(305)的安装槽深大于上微动座(301)的安装槽深。 8.根据权利要求1所述的一种多功能多轴微动疲劳试验装置，其特征在于：建立加载计算模型，确定试验过程中产生的微扭参数并记录；其中微扭矩为：式(一)中，d为弹性柱(406)与疲劳试件(6)接触区域中心到试件轴线的距离，P为弯曲加载载荷，r0为弹性棒截面圆直径，v1为弹性柱(406)的泊松比，v2为疲劳试件(6)的泊松比，E1为弹性柱(406)的弹性模量，E2为疲劳试件(6)的弹性模量；疲劳试件(6)产生的微扭转角度为：式(二)中，It为抗扭惯性矩，其数值为G为疲劳试件(6)的剪切模量；由弯曲加载载荷计算得到疲劳试件(6)两端的挠度值后，根据计算结果数值与弯曲应变片(7)、微动块应变片(8)、施力应变片(9)、微扭应变片(10)的检测结果进行比对，控制试验装置按照挠度加载，挠度计算公式为：式(三)中，l为两微动块之间沿试件轴线方向的距离，k为试件扭转端到左侧微动块之间的距离，I为截面的轴惯性矩。
所属类别：	发明专利