[发明专利]一种螺栓疲劳试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺栓在轴向载荷条件下的疲劳试验装置，用于进行螺栓轴向疲劳性能的测试。 

背景技术

对于螺栓轴向疲劳试验项目，现多数情况是采用类似螺栓准静态拉伸的试验模式，但是疲劳试验不同于准静态拉伸试验，疲劳试验周期较长，在试验过程中由于设备和试验夹具的同轴度公差及设备震动容易使该轴向疲劳试验上下夹具不同轴引起机械作用力，对螺栓试样产生附加弯矩，轴向疲劳试验对附加弯矩比较敏感，容易导致螺栓从螺帽部位断裂，此种现象为异常断裂；由于在疲劳试验过程中设备震动配合系统垂直度公差，螺栓试样和夹具发生微量相对运动导致螺栓发生旋转，进而使螺栓产生松动现象并且产生扭转应力，此种现象会使试样承受附加扭转应力并且轴向力有一定的衰减，进而影响试验结果。

如图1所示，中国专利“专用螺栓试验夹具”，专利号：CN200420012870.2。该专用螺栓试验夹具包括：上夹具1a、下夹具2a、螺母夹具3a、实验螺栓4a、上夹头5a以及下夹头6a。

在实验螺栓4a装夹后，试验系统存在的累计同轴度公差会导致实验螺栓4a并不能和下夹具2a保持无阻力的同轴和装夹，这种现象就会造成螺栓螺帽部分并不是完全均匀受力的贴合夹块平面部分。

此外，在螺栓疲劳试验过程中，由于机械震动和试验系统垂直度偏差的原因，时常会导致实验螺栓4a在试验装置内发生微小转动，从而使实验螺栓4a松动，并且这种微小转动会产生附加扭转应力。 

发明内容

本发明设计了一种螺栓疲劳试验装置，其解决的技术问题是螺栓在进行螺栓轴向疲劳试验过程中产生的附加弯矩作用、螺栓松动现象以及附加扭转应力等共同作用导致的螺栓异常断裂而影响试验结果。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案： 

一种螺栓疲劳试验装置，包括上夹具（1）、下夹具（7）以及实验螺栓（4），在所述上夹具（1）下端连接上夹具底座（3），所述上夹具底座（3）设有上球冠放置槽（31），所述上球冠放置槽（31）设有光滑凹面（32），在所述上球冠放置槽（31）内设置一上球冠夹块（2），所述上球冠夹块（2）下部的光滑凸面（22）放置在所述上球冠放置槽（31）的光滑凹面（32）中，所述上球冠夹块（2）上部设有螺帽凹槽（21）；在下夹具（7）上端连接下夹具底座（5），所述下夹具底座（5）设有下球冠放置槽（51），所述下球冠放置槽（51）设有光滑凹面（52），在所述下球冠放置槽（51）内设置一下球冠夹块（6），所述下球冠夹块（6）上部的光滑凸面（62）放置在所述下球冠放置槽（51）的光滑凹面（52）中，所述下球冠夹块（6）下部设有螺母凹槽（61）；所述实验螺栓（4）依次穿过所述上球冠夹块（2）、所述上夹具底座（3）、所述下夹具底座（5）以及所述下球冠夹块（6），所述实验螺栓（4）的螺帽限定在所述螺帽凹槽（21）中，所述实验螺栓（4）的螺母限定在所述螺母凹槽（61）中。

进一步，所述实验螺栓（4）的螺帽至少有两个相互平行的螺帽边，所述螺帽凹槽（21）的形状与所述实验螺栓（4）的螺帽相同。

进一步，在所述上夹具底座（3）和所述上夹具（1）上分别设有多个对应的螺栓孔，所述上夹具底座（3）和所述上夹具（1）通过固定螺栓（12）进行固定。

进一步，在所述下夹具底座（5）和所述下夹具（7）上分别设有多个对应的螺栓孔，所述下夹具底座（5）和所述下夹具（7）通过固定螺栓（72）进行固定。

进一步，所述上夹具（1）上设有预留空间（11）用于装夹所述实验螺栓（4）的螺帽端，所述下夹具（7）上设有预留空间（71）用于装夹所述实验螺栓（4）的螺母端。

进一步，所述上夹具（1）的上端设有上设备配合部位（9），所述下夹具（7）的下端设有下设备配合部位（8），所述上设备配合部位（9）和所述下设备配合部位（8）与拉伸设备连接。

进一步，所述所述上设备配合部位（9）和所述下设备配合部位（8）与拉伸设备通过螺接方式进行固定连接。

该螺栓疲劳试验装置与传统的螺栓疲劳试验装置相比，具有以下有益效果：

本发明的螺栓疲劳试验装置用于螺栓轴向疲劳试验，通过对中装置和螺栓固定装置的设置，有效避免了螺栓在进行螺栓轴向疲劳试验过程中产生的附加弯矩作用和螺栓松动现象以及附加扭转应力等共同作用导致的螺栓异常断裂而影响试验结果。

附图说明

图1：现有专用螺栓试验夹具的结构示意图；

图2：本发明螺栓疲劳试验装置的结构示意图；

图3：本发明上夹具和上夹具底座组合结构示意图；