[发明专利]复杂载荷下的反复弯曲试验设备及方法

权利要求书

1.一种复杂载荷下的反复弯曲试验设备，包括支撑系统(1)、拉伸加载系统(2)、弯曲加载系统(3)、调整系统(4)和控制系统(5)；其特征在于，

支撑系统(1)，作为系统框架；

拉伸加载系统(2)，具有两个夹紧装置(21、22)，通过将试样(61)的两端分别固定到所述夹紧装置(21、22)而对试样进行拉伸加载；

弯曲加载系统(3)，至少具有2根弯曲辊(36、37)，试样(61)通过第一弯曲辊(36)和第二弯曲辊(37)形成的“S”形弯曲通道，以实现对试样进行弯曲加载且不改变施加到试样两端的拉伸载荷；

调整系统(4)，用来调整第一弯曲辊(36)和第二弯曲辊(37)之间的距离；

和控制系统(5)，拉伸加载系统(2)和弯曲加载系统(3)分别与控制系统(5)连接并被其控制，以使得拉伸加载和弯曲加载过程独立可控，弯曲加载系统(3)对固定于拉伸加载系统(2)的试样(61)的目标区域进行反复弯曲，以使得拉伸和弯曲同时加载且断裂破坏发生在目标区域内；

所述的弯曲加载系统(3)还包括弯曲工作台(32)、弯曲工作台丝杠(33)、连接装置(34)和滑槽(35)，工作台沿丝杠运动，以使得试样(61)沿“S”形通道移动来实现反复弯曲。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的夹紧装置(21、22)中的至少一个在控制系统(5)作用下施加拉伸载荷。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的调整系统(4)包括调整杆(41)、调整装置(42)和固定装置(43)，通过调整装置(42)改变在滑槽(35)内且与连接装置(34)相连的第一弯曲辊(36)和第二弯曲辊(37)之间的距离，使得试样(61)不在夹紧装置(21、22)处发生弯折，而仅在经过弯曲辊(36、37)时发生弯曲。

4.如权利要求1或3所述的设备，其特征在于，所述弯曲辊(36、37)具有圆形横截面。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的支撑系统(1)包括横梁(11)和立柱(12)，该立柱作为弯曲工作台(32)运动的导向装置。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的控制系统(5)包括弯曲电机传动装置(51)、弯曲电机(52)、拉伸执行机构(53)、控制器(54)。

7.如权利要求1或3所述的设备，其特征在于，弯曲辊(36、37)具有凸轮状截面，凸轮状截面被设计为具有多种曲率半径的圆弧，其角度可调，以使得试样(61)在不同弯曲半径下发生反复弯曲，凸轮状弯曲辊(36、37)角度通过锁紧装置(95)定位确定。

8.一种采用权利要求1所述的设备进行复杂载荷下的反复弯曲试验的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)试样制备：将被测材料加工成带状试样(61)，试样制备过程需确保被测试部分位于试样(61)的目标区域(73)，即试样的中部；

(2)选取弯曲辊(36、37)半径：根据试验需要，确定合适的弯曲半径，选取相应的弯曲辊，其中所选取的弯曲辊半径可是相同的，或者是不同的；

(3)弯曲辊(36、37)定位：将第一弯曲辊(36)、第二弯曲辊(37)安装在弯曲工作台(32)的滑槽(35)中，通过连接装置(34)和调整装置(42)调整两个弯曲辊之间的距离，使得试样(61)位于相邻夹紧装置(21、22)的轴线上；

(5)设定程序：以弯曲工作台在上、下极限位置的一次往复为周期，将带状试样(61)的所期望的受力状态输入控制器(54)，并设定程序结束状态，指定循环次数或直至折断记录次数；

(6)对试样进行反复弯曲：执行程序，在复杂载荷情况下完成带状试样(61)的反复弯曲，直至结束。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的试样(61)是均匀的单一材质。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的试样(61)是带有焊缝和涂层的材料。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法用于薄板在负载载荷下的双向弯曲性能测试。