一種疲勞試樣預制裂紋裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于一種金屬材料實驗預制裝置，尤其涉及一種疲勞試樣預制裂紋裝置。
【背景技術】
[0002]在金屬材料疲勞試驗中由于材料中夾雜物的影響，使得試驗數(shù)據(jù)十分分散，在眾多長周期試驗中由于夾雜物的干擾，使得試驗試驗結果的大概率數(shù)據(jù)受一些低周次壽命事件的影響，造成數(shù)據(jù)處理的困難。尤其是當夾雜物出現(xiàn)在試樣表面時，實驗結果受夾雜物缺陷的影響更加嚴重。夾雜物在金屬材料中的分布受冶金和軋制技術影響，是一個隨機事件，無法人為控制。
[0003]在金屬材料疲勞壽命測試試驗中人們已經(jīng)注意到了夾雜物對疲勞壽命影響的重要性，并開展了夾雜物的幾何尺寸大小對疲勞壽命影響的試驗，采用在試樣表面預制裂紋，用人為地制造缺陷的方法來判斷金屬中夾雜物缺陷在表面對材料疲勞壽命的影響規(guī)律。在現(xiàn)有的裂紋預制裝置中是采用機械銑削、線切割加工，并使用機械振動預制出細小裂紋。這一預制過程使裂紋的深度尺寸遠遠超出了金屬夾雜物的微米尺寸范圍，造成疲勞試驗受預制裂紋條件的限制，這一問題在試樣截面尺寸小的情況下更為嚴重。采用本技術可以預先在試樣表面模擬出夾雜物存在于材料表面的現(xiàn)象，預制出一定微小尺寸的缺陷，用缺陷的幾何面積與疲勞試驗壽命評價該材料存在不同幾何尺寸缺陷(夾雜物)分布在材料表面情況下的疲勞壽命。這樣可以減少試驗的隨機性，尤其是在超高周次(循環(huán)壽命大于17周次)試驗過程中獲得由于表面缺陷存在情況時的材料疲勞壽命具有重要意義。
[0004]國標GB/T 3077-1999《合金結構鋼技術條件》中3.6條款中規(guī)定，鋼中非金屬夾雜物最高等級各不大于3級。此時，夾雜直徑在幾微米到一百微米左右，其面積在100?200平方微米范圍，硫化物以流線狀存在，氧化物以顆粒狀存在，外形多有尖角。用一般預制裂紋的方法，在微米尺度范圍內(nèi)預制出尖銳的裂紋存在一定困難。采用本實用新型專利技術可以方便快捷，并有可重現(xiàn)性地預制出疲勞試驗表面缺陷。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了解就以上問題，本實用新型的技術方案是:一種疲勞試樣預制裂紋裝置，包括底座、試樣裝夾滑塊、刀架、刀片和壓力件；所述底座的一端和刀架的一端活動連接；壓力件設置在刀架的另一端；試樣裝夾滑塊滑動安裝在底座上；刀片可拆卸安裝在刀架的一偵h試樣裝夾滑塊滑動時刀片在壓力件作用下在疲勞試樣上制出預制裂紋。
[0006]所述試樣裝夾滑塊包括滑塊底座和試樣裝夾緊固塊，滑塊底座的下部設有鍵；滑塊底座的上部延伸出一對試樣裝夾擋板，和設有一對試樣裝夾緊固塊，試樣裝夾擋板和試樣裝夾緊固塊相配合。
[0007]所述底座的中間位置設有凹形槽，凹形槽與滑塊底座下部的鍵相配合；凹形槽和試樣裝夾滑塊下面的矩形鍵的加工尺寸精度為±0.05mm的公差范圍，試樣裝夾滑塊下面的鍵為方形，以保證與試樣裝夾滑塊的滑動與裂紋預制裝置底座的凹形槽始終保持直線運動。凹形槽內(nèi)設有多個定位孔；底座還包括限位銷，限位銷安裝在定位孔內(nèi)，限位銷在裂紋預制裝置底座的凹形槽的間距為10mm。
[0008]所述刀架上設置壓力件的一端還設有支撐桿。
[0009]所述底座的表面設有距離標尺。
[0010]所述刀架包括“L”形主體和刀片安裝塊，刀片通過刀片安裝塊固定在“L”形主體的一側，刀片安裝塊通過兩對緊固螺釘安裝在“L”形主體上。
[0011]所述試樣裝夾緊固塊為梯形，通過緊固螺釘固定在滑塊底座的上部，梯形的斜面和試樣裝夾擋板配合。
[0012]所述壓力件包括砝碼和砝碼固定桿構成，砝碼固定桿設置于刀架的刀片安裝部上，砝碼套在砝碼固定桿上。
[0013]所述砝碼為組合式砝碼。
[0014]本實用新型的有益效果如下:
[0015]1、試樣裝夾滑塊的滑動與裂紋預制裝置底座的凹形槽始終保持直線運動，滑動時刀片在疲勞試樣上預制出裂紋，方便快捷。
[0016]2、通過調(diào)整限位銷之間的距離，限制試樣裝夾滑塊在凹形槽內(nèi)滑動的距離。推動試樣裝夾滑塊滑到限位銷位置，此時試樣表面預制出一定利度和深度的預制裂紋，可重現(xiàn)性地預制出疲勞試驗表面裂紋。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的主視圖；
[0018]圖2為本實用新型的左視圖；
[0019]圖3為本實用新型的抬起刀架是的主視圖；
[0020]圖4為底座⑴的結構圖；
[0021]圖5為試樣裝夾滑塊(2)，其中包括(a)試樣裝夾滑塊的左視圖，(b)試樣裝夾滑塊的主視圖，(C)試樣裝夾滑塊的俯視圖；
[0022]圖6為預制裂紋試樣截面示意圖。
[0023]其中，1、底座，2、試樣裝夾滑塊，2.1、滑塊底座，2.2、鍵，2.3、試樣裝夾緊固塊，3、刀架，3.1、刀片安裝塊，4、刀片，5、施壓砝碼，6、限位銷，7支撐桿，8、超高周疲勞試樣，8.1、預制裂紋區(qū)，8.2預制試樣截面，L、裂紋弦長，H、預制裂紋深度。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和具體的實施例對本實用新型作進一步的闡述。
[0025]如圖1和圖2所示，一種疲勞試樣預制裂紋裝置，包括底座1，試樣裝夾滑塊2，刀架3，刀片4，施壓砝碼5，限位銷6，支撐桿7，超高周疲勞試樣8組成。所述底座I的一端和刀架3的一端活動連接；試樣裝夾滑塊2滑動安裝在底座I的凹形槽上；刀片4可拆卸安裝在刀架3的一側；試樣裝夾滑塊滑動時刀片在疲勞試樣上預制出裂紋；壓力件設置在刀架的另一端；選擇鋒利的刀片安裝在刀架3上，用螺釘定位并鎖緊刀片安裝塊3.1 ;試樣裝夾滑塊2滑動按裝在裂紋預制裝置底座I上的凹形槽內(nèi)并可以自由滑動。
[0026]如圖3所示刀架包括“L”形主體和刀片安裝塊3.1，刀片4通過刀片安裝塊固定在“L”形主體的一側；刀片4安裝塊3.1通過兩對緊固螺釘安裝在“L”形主體上