專利名稱：構件疲勞強度測定裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種疲勞測定裝置，屬于材料結構性能實驗的疲勞實驗領域。
背景技術：
在工程實際中，許多材料或構件在實際應用中受到動載荷作用，與受到靜載荷作用時不同，這些材料或構件往往會在事先并未出現(xiàn)顯著變形的情況下突然發(fā)生疲勞破壞，對結構的安全性能產(chǎn)生重大影響。隨著對材料疲勞性能的研究增多，疲勞試驗機的款型和功能不斷增多，以滿足不同材料疲勞試驗的需求。疲勞試驗機主要有液壓伺服式、電磁式和機械式幾種類型。其中液壓伺服式疲勞試驗機是一種較先進的測試裝置，但價格高昂，低頻工作狀態(tài)下功率消耗大成本高。電磁式疲勞試驗機頻率高，主要用于疲勞性能較好的黑色金屬疲勞性能測試。機械式疲勞試驗機適用對頻率要求不高的疲勞試驗，功率小造價低。但以往機械式疲勞試驗機，對于試驗結束的判定條件繁雜，對于試驗終止命令反應慢，且輸出荷載范圍較小，試件不能施加預應力以調整應力波形。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種可以改變試驗機輸出荷載，對試件施加預應力以及自主判定實驗結束條件并自動停止試驗的疲勞強度測定裝置。為實現(xiàn)以上的技術目的，本實用新型將采取以下的技術方案一種構件疲勞強度測定裝置，包括機架、試件以及用于監(jiān)控試件應力變化的應力監(jiān)測裝置，所述試件的一端與機架固定，另一端懸臂設置，且試件懸臂端通過偏心激振器與機架連接；所述偏心激振器包括旋轉機構、通過連接長柄與旋轉機構輸出軸連接的偏心塊以及彈性連接件，所述旋轉機構與試件固定，且旋轉機構的供電回路中串聯(lián)有通過反饋試件產(chǎn)生疲勞裂紋極限以截止偏心激振器工作的導電元件，導電元件安裝在試件上，而彈性連接件一端與試件連接，另一端則與機架連接。所述導電元件為采用導電材料制作而成的片狀體或者線狀體。所述應力監(jiān)測裝置包括應變片以及與應變片連接的應變儀；所述應變片安裝在試件上。所述旋轉機構為電動機,所述電動機通過基座與試件固定,且連接長柄與電動機的機軸相垂直。所述電動機配置有能夠預設電動機單次啟動時長的計時器。所述導電元件通過絕緣膠體繃緊固定在試件上疲勞裂紋可能發(fā)生的位置，且導電元件與疲勞裂紋的開展方向相垂直。所述彈性連接件為彈簧，且彈簧套接在鋼管的外圍，所述鋼管固定在機架上。根據(jù)以上的技術方案，可以實現(xiàn)以下的有益效果本實用新型所述的疲勞試驗機結構簡單，具有可以改變試驗機輸出荷載，對試件施加預應力以及自主判定實驗結束條件并自動停止試驗的特點，在實驗過程中消耗少，操作簡便，加荷范圍寬，測試精度高，可進行應力動態(tài)監(jiān)測，對試樣的加工要求低。

圖I是本實用新型 的結構示意圖；圖2是圖I的A-A斷面圖(未標出偏心激振器)；圖3是本實用新型所需的懸臂試樣加工示意圖；其中基座11 ;夾持臺12 ;彈黃固定臂13 ;安全承臺14 ;試件2 ;夾持臺螺檢連接預留孔21 ;電機連接螺栓預留孔22 ;彈簧連接預留孔23 ;偏心塊31 ;連接長柄32 ;發(fā)動機33 ;導電元件34 ;彈性連接件35 ;鋼管36 ;應變片4。
具體實施方式
附圖非限制性地公開了本實用新型所涉及優(yōu)選實施例的結構示意圖；以下將結合附圖詳細地說明本實用新型的技術方案。本實用新型公開了如圖I至3所示的構件疲勞強度測定裝置，包括機架、試件以及用于監(jiān)控試件應力變化的應力監(jiān)測裝置，機架由基座11、夾持臺12、彈簧固定臂13以及安全承臺14構成；所述試件的一端與機架的夾持臺12固定，另一端懸臂設置，且試件懸臂端通過偏心激振器與機架的彈簧固定臂13連接；試件2為條狀板體，其上分別開設有夾持臺螺栓連接預留孔21、電機連接螺栓預留孔22、彈簧連接預留孔23 ;所述偏心激振器包括旋轉機構、通過連接長柄與旋轉機構輸出軸連接的偏心塊以及彈性連接件，所述旋轉機構與試件固定，且旋轉機構的供電回路中串聯(lián)有通過反饋試件產(chǎn)生疲勞裂紋極限以截止偏心激振器工作的導電元件，導電元件安裝在試件上，而彈性連接件一端與試件連接，另一端則與機架連接。所述導電元件為采用導電材料制作而成的片狀體或者線狀體，本實用新型中所采用的導電元件為細銅絲。所述應力監(jiān)測裝置包括應變片以及與應變片連接的應變儀；所述應變片安裝在試件上。所述旋轉機構為電動機，所述電動機通過基座與試件固定，且連接長柄與電動機的機軸相垂直。對于某些試件，產(chǎn)生疲勞裂紋的時間很長，而電動機單次啟動時間過長，易于損壞，因此，本實用新型所述電動機配置有能夠預設電動機單次啟動時長的計時器，則當電動機單次運轉時間持續(xù)了所預設的電動機單次啟動時長時，電動機自動停止運轉，通過多次啟動電動機進行疲勞試驗，直至反饋疲勞裂紋極限的導電元件斷裂，導致電動機失電，完成了疲勞試驗。所述導電元件通過絕緣膠體繃緊固定在試件上疲勞裂紋可能發(fā)生的位置，且導電元件與疲勞裂紋的開展方向相垂直。所述彈性連接件為彈簧，且彈簧套接在鋼管的外圍，所述鋼管固定在機架上。根據(jù)以上的技術方案，可知本實用新型所述疲勞試驗機具有以下特點調整疲勞試驗輸出荷載偏心塊長柄穿過電動機機軸上垂直軸向的孔洞，用螺栓固定位置，形成偏心激振器。通過改變偏心塊長柄與電動機的機軸連接位置或替換不同質量的偏心塊，以及改變電動機轉數(shù)，來改變偏心激振器轉動時產(chǎn)生的離心力，從而改變偏心激振器的輸出荷載。實驗前需確定實驗荷載所需輸出范圍，可以從施加小荷載開始加至試件測試所需荷載。對試件施加預應力以及調節(jié)振幅四個大剛度彈簧沿懸臂試樣懸臂端并排排列，分別從試件上下兩面連接于試樣頂部，彈簧中貫穿鋼管，鋼管通過套管沿鉛垂向豎直固定在機架主體上，彈簧上下兩段分別固定在鋼管和懸臂試樣懸臂端頂部。需要施加預應力或調節(jié)振幅時，通過上下改變彈簧上端固定在鋼管上的位置，對懸臂試樣施加預應力，從而改變疲勞試驗輸出的應力波形。應力監(jiān)測實驗時在懸臂試樣懸臂根部所需測位置貼應變片，通過應變儀定時讀數(shù)，描點連線，監(jiān)測應力的動態(tài)變化。試驗結束條件判定及 終止試驗在懸臂試樣疲勞裂紋可能開展處，通過絕緣膠體黏貼細銅絲，細銅絲垂直于疲勞裂縫開展方向，銅絲串聯(lián)于電動機回路中，隨著疲勞裂縫開展，細銅絲拉斷，電動機回路斷路，偏心激振器停止，疲勞試驗結束。以此為疲勞試驗的終止
O電動機運行準則對電動機設置單次運行時間閾值，當電動機運行時間在單次運行時間閾值內(nèi)，試件不出現(xiàn)破壞性疲勞裂紋，則按照單次運行時間閾值計該次電動機運行時間，并將各次的電動機運行時間累計；當電動機運行時間在單次運行時間閾值內(nèi)，試件出現(xiàn)了破壞性疲勞裂紋，按照細銅絲斷裂時的時間記錄該次電動機運行時間，并與之前的各次電動機運行時間累計，即可得到對應的試件疲勞試驗次數(shù)。
權利要求1.一種構件疲勞強度測定裝置，包括機架、試件以及用于監(jiān)控試件應力變化的應力監(jiān)測裝置，其特征在于所述試件的一端與機架固定，另一端懸臂設置，且試件懸臂端通過偏心激振器與機架連接；所述偏心激振器包括旋轉機構、通過連接長柄與旋轉機構輸出軸連接的偏心塊以及彈性連接件，所述旋轉機構與試件固定，且旋轉機構的供電回路中串聯(lián)有通過反饋試件產(chǎn)生疲勞裂紋極限以截止偏心激振器工作的導電元件，導電元件安裝在試件上，而彈性連接件一端與試件連接，另一端則與機架連接。
2.根據(jù)權利要求I所述構件疲勞強度測定裝置，其特征在于所述導電元件為采用導電材料制作而成的片狀體或者線狀體。
3.根據(jù)權利要求I所述構件疲勞強度測定裝置，其特征在于所述應力監(jiān)測裝置包括應變片以及與應變片連接的應變儀；所述應變片安裝在試件上。
4.根據(jù)權利要求I所述構件疲勞強度測定裝置，其特征在于所述旋轉機構為電動機，所述電動機通過基座與試件固定，且連接長柄與電動機的機軸相垂直。
5.根據(jù)權利要求4所述構件疲勞強度測定裝置，其特征在于所述電動機配置有能夠預設電動機單次啟動時長的計時器。
6.根據(jù)權利要求I所述構件疲勞強度測定裝置，其特征在于所述導電元件通過絕緣膠體繃緊固定在試件上疲勞裂紋可能發(fā)生的位置，且導電元件與疲勞裂紋的開展方向相垂直。
7.根據(jù)權利要求I所述構件疲勞強度測定裝置，其特征在于所述彈性連接件為彈簧，且彈簧套接在鋼管的外圍，所述鋼管固定在機架上。
專利摘要本實用新型公開了一種構件疲勞強度測定裝置，包括機架、試件以及用于監(jiān)控試件應力變化的應力監(jiān)測裝置，所述試件的一端與機架固定，另一端懸臂設置，且試件懸臂端通過偏心激振器與機架連接；所述偏心激振器包括旋轉機構、通過連接長柄與旋轉機構輸出軸連接的偏心塊以及彈性連接件，所述旋轉機構與試件固定，且旋轉機構的供電回路中串聯(lián)有通過反饋試件產(chǎn)生疲勞裂紋極限以截止偏心激振器工作的導電元件，導電元件安裝在試件上，而彈性連接件一端與試件連接，另一端則與機架連接。因此，本實用新型在實驗過程中消耗少，操作簡便，加荷范圍寬，測試精度高，可進行應力動態(tài)監(jiān)測，對試樣的加工要求低。
文檔編號G01M13/00GK202362199SQ20112052184
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權日2011年12月13日
發(fā)明者傅中秋, 劉榮, 前野裕文, 吉伯海, 田圓, 陳策 申請人:河海大學