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原文传递基于荷载波形变化的疲劳裂纹扩展判别装置和方法

专利名称：	基于荷载波形变化的疲劳裂纹扩展判别装置和方法
摘要：	本发明公开了一种基于荷载波形变化的疲劳裂纹扩展判别装置及方法，装置包括液压手动泵、疲劳试验机、疲劳加载装置、中空液压千斤顶、数据采集设备和PC机，所述液压手动泵通过油路连接所述疲劳试验机夹板之间的大量程中空液压千斤顶，所述疲劳试验机通过控制其夹板间的大量程中空液压千斤顶，大量程中空液压千斤顶再通过油路连接疲劳加载装置，所述疲劳加载装置与数据采集设备通过信号数据线连接，所述数据采集设备与PC机通过信号数据线连接。本发明的装置可以实现多根钢丝的同步疲劳裂纹扩展试验，节约时间成本；本发明的方法在使用降载勾线法测量疲劳裂纹扩展时，能够准确判别疲劳裂纹扩展的时机，解决以往只能根据经验判别的局限性。
专利类型：	发明专利
申请人：	东南大学
发明人：	王莹;张文辉
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T06:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN202010151944.4
公开号：	CN111207997A
代理机构：	南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	赵淑芳
分类号：	G01N3/02;G01N3/36;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/02;G01N3/36
申请人地址：	211189 江苏省南京市江宁区东南大学路2号
主权项：	1.一种基于荷载波形变化的疲劳裂纹扩展判别装置，其特征在于，包括液压手动泵(15)、疲劳试验机(1)、疲劳加载装置、数据采集设备(12)和PC机(13)，所述液压手动泵(15)通过油路(14)连接所述疲劳试验机夹板之间的第一中空液压千斤顶(2)，所述疲劳试验机(1)控制其夹板间的第一中空液压千斤顶(2)动作，所述疲劳加载装置与数据采集设备(12)通过信号数据线连接，所述数据采集设备(12)与PC机(13)通过信号数据线连接，所述疲劳加载装置包括框架，所述框架一侧并排设置有若干第二中空液压千斤顶(3)，所述第二中空液压千斤顶(3)通过油路连接所述第一中空液压千斤顶(2)，所述框架另一侧对应设置有称重传感器(7)。 2.根据权利要求1所述的基于荷载波形变化的疲劳裂纹扩展判别装置，其特征在于，所述第一中空液压千斤顶(2)与第二中空液压千斤顶(3)之间的油路上设置有分流阀门(4)。 3.根据权利要求1所述的基于荷载波形变化的疲劳裂纹扩展判别装置，其特征在于，所述框架包括两个对立设置的槽钢(5)，两个槽钢(5)之间通过若干丝杆(6)固定连接。 4.根据权利要求3所述的基于荷载波形变化的疲劳裂纹扩展判别装置，其特征在于，所述两个槽钢(5)上对应设置有若干不同尺寸的通孔，通孔一部分用于悬挂第二中空液压千斤顶(3)，一部分用于钢丝(9)的穿过，钢丝(9)一端穿过通孔及第二中空液压千斤顶(3)，另一端穿过称重传感器(7)，钢丝(9)两端用锚具(8)固定。 5.根据权利要求1所述的基于荷载波形变化的疲劳裂纹扩展判别装置，其特征在于，所述数据采集设备(12)为NATIONAL INSTRUMENTS BNC-2111数据采集设备。 6.如权利要求1-5任一所述的基于荷载波形变化的疲劳裂纹扩展判别装置的判别方法，其特征在于，包括以下步骤： (S1)液压手动泵(15)向疲劳试验机(1)的第一中空液压千斤顶(2)供油，设定疲劳试验机(1)的参数后启动疲劳试验机(1)，开启分流阀门(4)，疲劳试验机(1)夹头的垫板对第一中空液压千斤顶(2)活塞施加循环交变压力，实现活塞上下往返运动，油通过油路往返于第一中空液压千斤顶(2)和第二中空液压千斤顶(3)之间，使得疲劳加载装置上的多个第二中空千斤顶(3)同步实现与疲劳试验机(1)同性质的疲劳荷载； (S2)称重传感器(7)实时监测钢丝受力，并将数据通过数据采集设备(12)传送至PC机(13)； (S3)PC机(13)通过监测钢丝(9)的受力，输出与疲劳试验机加载波形图相对应的疲劳荷载波形图，根据波峰的变化进行降载； (S4)降载之后，观测加载波，根据波峰短平台的长度变化进行升载； (S5)重复步骤(S3)-(S4)直到钢丝发生断裂，每次降载或升载后波峰发生变化即代表疲劳裂纹的扩展。 7.如权利要求7所述的基于荷载波形变化的疲劳裂纹扩展判别装置的判别方法，其特征在于，所述步骤(S3)中当加载的波从单峰到出现短平台时，测量波峰短平台的变化，记下Xm和Xn的值，Xm代表短平台前端对应的时刻，Xn代表短平台后端对应的时刻，定义△X＝Xn-Xm，计算△X的值，直至其不再变化，此时进行降载。 8.如权利要求7所述的基于荷载波形变化的疲劳裂纹扩展判别装置的判别方法，其特征在于，所述步骤(S4)中测量波峰短平台的长度，当短平台再次开始变长时，记录其变化的数据和加载次数，直至其不再变化，此时进行升载。
所属类别：	发明专利