[发明专利]金属丝材疲劳性能测试装置

说明书

技术领域

本发明属于材料性能测试技术领域，尤其涉及一种金属丝材疲劳性能测试装置。

背景技术

材料内部显微组织和缺陷对各种金属丝材的疲劳寿命有较大的影响。比如，形状记忆合金是一种特殊功能材料，具有优异的超弹性能、记忆性能和阻尼性能，由于还具有优异的疲劳性能、生物相容性能和耐腐蚀性能，以及良好的综合力学性能，因此，被广泛用于航空航天、舰船、医疗和石油化工等行业。钛镍形状记忆合金丝材通常在时效状态使用，由于在时效状态下，在合金基体内存在微小的析出相结构。这些析出相对合金的疲劳寿命有较大的影响。金属丝材的弯曲疲劳寿命受试验条件，如弯曲角度的影响较大。因此，各种金属丝材制品的疲劳寿命测试对金属丝材产品的使用具有重要的指导意义。

通常测试金属丝材疲劳寿命是在拉伸机上测试丝材轴向往复拉伸疲劳寿命。以钛镍形状记忆合金丝材为例，在通电加热和载荷作用下测试丝材轴向往复拉伸疲劳寿命。一般情况下，通过反复弯曲的方法，测试记忆合金丝材的超弹性能或记忆性能，很少用于测试疲劳寿命。而且，反复弯曲的次数较少，往往通过手动的方式完成。一般最多反复不到百次，通常不要求记忆合金丝材断裂。弯曲疲劳断裂测试时通常不给包括记忆合金等金属丝材加应力载荷。

本发明金属丝材疲劳性能测试装置是通过电机控制器控制直线往复电机往复运动，来自动完成多达上万次的金属丝材弯曲疲劳测试，直至金属丝材断裂。疲劳测试到金属丝材断裂时，电机控制器会自动记录反复运动的次数和时间，并可以精确控制往复运动的距离。在测试弯曲疲劳断裂寿命时，可以根据实际使用条件给金属丝材加载载荷，测试一定应力条件下弯曲疲劳寿命。

发明内容

为了实现金属丝材围绕一定直径尺寸的轴反复弯曲多达上万次，并能同时加载一定载荷、自动完成弯曲疲劳断裂寿命测试功能，本发明提出一种金属丝材疲劳性能测试装置,包括:底座1、滑台2、滑块3、直线往复步进电机4、传动带5、固定螺钉6、拨杆7a、拨轴7b、夹持板9、夹持轴10、被测丝材12、砝码13、电机控制器14；

其中，底座1上垂直树立滑台2，滑台2上装有能上下滑动的滑块3，直线往复步进电机4安装于滑台2的顶端，电机控制器14安装在直线往复步进电机4上，直线往复步进电机4通过传动带5与滑台2相连，通过固定螺钉6将拨杆7a水平固定在滑块3上，拨轴7b与拨杆7a相连；

底座1的两侧各立有一个夹持板9，每个夹持板9上安装有两个夹持轴10，两个夹持轴10的外圆边相切；夹持轴10与拨轴7b轴向平行，且他们的中心横截面均处于同一竖直平面；

被测丝材12首先穿过一个夹持板9上两个夹持轴10外圆边相切处，然后绕过拨轴7b的外圆上边，再穿过另一个夹持板9上两个夹持轴10外圆边相切处，被测丝材12两端各与一个砝码13相连，砝码13保持自然下垂，使得被测丝材12绷紧。

所述装置工作方式是：给直线往复步进电机4通电，在电机控制器14设定的程序控制下，直线往复步进电机4通过传动带5带动滑块2上的拨轴7b作上下往复运动，拨轴7b上的被测丝材12中间部分受到往复弯曲，直到断裂，通过记录直线往复步进电机4往复次数、拨轴7b直径、被测丝材12参数以及砝码13重量得到被测丝材疲劳寿命性能测试数据。

一种金属丝材疲劳性能测试装置,包括:底座1、滑台2、滑块3、直线往复步进电机4、传动带5、固定螺钉6、拨杆7a、限位套管8、夹持板9、夹持轴10、限位滑板11、被测丝材12、电机控制器14；

其中，底座1上垂直树立滑台2，滑台2上装有能上下滑动的滑块3，直线往复步进电机4安装于滑台2的顶端，电机控制器14安装在直线往复步进电机4上，直线往复步进电机4通过传动带5与滑台2相连，通过固定螺钉6将拨杆7a水平固定在滑块3上，限位套管8与拨杆7a相连；

底座1的一侧立有一个夹持板9，夹持板9上安装有两个夹持轴10，两个夹持轴10的外圆边相切；夹持轴10与限位套管8轴向平行，且他们的中心横截面均处于同一竖直平面；

底座1上立有一个限位滑板11，与夹持板9平行，限位滑板11上开有圆弧形滑道，限位套管8穿过圆弧形滑道，随着滑块3的上下运动，限位套管8能同时在拨杆7a的水平滑道以及限位滑板11的圆弧形滑道能自由滑动；

被测丝材12一端固定在一个夹持板9上两个夹持轴10外圆边相切处，另一端固定在限位套管8上。