[实用新型]亚超声高频疲劳试验机

说明书

技术领域

本实用新型属于疲劳检测与试验领域，更加具体地说，涉及一种亚超声频率（5kHz～15kHz）下的疲劳试验装置。 

背景技术

高频疲劳试验机广泛应用于对金属与非金属构件的拉压、扭转、弯曲、点蚀等疲劳性能的检测，属于疲劳检测与试验中应用范围最广、数量最多的一类设备，在机械、电子、航空、航天、冶金等领域有着广泛应用。现有高频疲劳试验机均是采用电磁驱动或电液伺服驱动，一般工作频率不大于500Hz。但是材料的高周疲劳循环周次则介于10⁵～10⁷之间，超高周疲劳的循环周次更高达10⁸以上。如此大的时间和经济成本限制了现阶段高周及超高周疲劳试验及研究。而现有超声疲劳试验机频率则在20kHz左右，由此会带来材料疲劳性能的频率效应，同时超声疲劳试验机20kHz的工作频率限制了被测试件的大小，会带来疲劳性能的尺寸效应。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工作于亚超声频带（5kHz～15kHz）的疲劳试验装置，以利用压电换能器或超磁致伸缩换能器作为高频疲劳试验机的驱动源。 

本实用新型的技术目的通过下述技术方案予以实现： 

亚超声高频疲劳试验机，工作在亚超声频带（5kHz～15kHz），采用换能器作为驱动力源，处于工作状态时，与被测试样、从变幅杆共同构成谐振系统。由此在外部交变电信号驱动下，换能器将电信号转化为机械振动，使整个系统处于谐振状态，被测试样上亦有谐振振动及应力，同时设置有预置静载机构为其提供静载，从而实现不同应力比的疲劳试验。 

本实用新型的亚超声高频疲劳试验机包括以下组成部分： 

预置静载机构，预先对试样进行静态加载而设置，可选用卧式电子拉伸试验机，与 其配套实现静态加载的部件，包括试验机体1，静载输出轴201，固定轴202，主卡具301，从卡具302： 

所述试验机体1的一端固定设置有固定轴202，所述固定轴202和试验机体1与从卡具302固定连接，以使三者连为一体且相对位置不发生变动；所述试验机体1的另一端设置有能够伸缩活动的静载输出轴201，所述静载输出轴201与主卡具301之间固定连接，所述主卡具301与试验机体1之间为活动连接，例如采用滑槽或者滑轨结构，这样一来，通过静载输出轴201相对于试验机体1的伸缩来推动主卡具301相对于试验机体1产生位置变化，例如沿着滑槽或者滑轨结构来实现位移。 

所述主卡具301和从卡具302均可选择圆筒结构，其空腔用于分别固定安放加载端4和从变幅杆7。 

加载谐振机构，即根据系统预置状态，可对试件进行不同应力比的亚超声（5kHz～15kHz）高频疲劳试验，包括加载端4、从变幅杆7、连接件9： 

所述从变幅杆7固定设置在从卡具302中，所述从变幅杆7由安装端703、固定凸台702和后端701组成，所述固定凸台可选择圆盘结构，其直径与从卡具302的外径相等，这样以来在安装时，从变幅杆7的后端位于从卡具302的空腔中，将从变幅杆7的固定凸台卡在从卡具302的开口处，两者之间选择设置有绝缘垫5（例如橡胶），在固定凸台的外层固定安装从卡具302的封口盖304，两者之间选择设置有绝缘垫5（例如橡胶），并选择销钉或者固定螺钉、螺栓以使封口盖、从卡具、绝缘垫和固定凸台固定连接为一体，以使固定安装从变幅杆7在从卡具302中的目的；所述从变幅杆7的安装端一端与固定凸台固定连为一体，另一端表面的中央设置有用于和连接件9连接的连接孔，所述从变幅杆7的安装端具体可选择圆锥结构；所述连接件9与从变幅杆7活动相连，可选择螺纹机构进行相连。 

所述加载端4由换能器401、节点盘402、主变幅杆403组成，三者依次相连，并固定连接在主卡具301中。所述主变幅杆403上未与节盘点相连的一端的表面中央设置有用于和连接件9连接的连接孔，所述连接件9与主变幅杆403活动相连，可选择螺纹机构进行相连，所述主变幅杆403上与连接件9连接的一端选择圆锥结构。所述加载端4上设置有固定凸台404，所述固定凸台可选择圆盘结构，其直径与主卡具301的外径相等，这样以来在安装时，加载端的后端位于主卡具302的空腔中，将固定凸台卡在主卡具301的开口处，两者之间选择设置有绝缘垫5（例如橡胶），在固定凸台的外层固定安装主卡 具301的封口盖303，两者之间选择设置有绝缘垫5（例如橡胶），并选择销钉或者固定螺钉、螺栓以使封口盖、主卡具、绝缘垫和固定凸台固定连接为一体，以实现固定安装加载端4在主卡具301中的目的。