[实用新型]自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料疲劳性能试验领域，尤其是一种对各种形状的微动疲劳试验试样施加横向微动载荷及产生微动摩擦磨损时的具有自协调且稳定可靠的加载装置。

背景技术

微动是两接触表面之间发生的振幅极小(通常为微米量级)的相对运动，通常发生在振动环境下的近似紧配合的接触表面，在外加载荷作用下则与疲劳共同作用形成微动疲劳。微动疲劳可以造成接触表面摩擦磨损，产生材料损失和构件尺寸变化；也可以加速裂纹的萌生、扩展，使结构的疲劳寿命大大降低。其现象广泛存在于机械、交通、电力、航空航天，乃至生物医学工程等领域，它会加速零部件的疲劳裂纹萌生与扩展，从而明显降低服役寿命，甚至造成灾难性事故，因此微动损伤被称为工业中的“癌症”。研究表明，微动能使构件的疲劳寿命降低20％～80％，甚至更低。目前关于微动疲劳的研究虽不少,但均未取得重大突破，主要集中在:微动疲劳损伤机理、裂纹的萌生与扩展、对疲劳寿命的有效控制等方面。对微动疲劳损伤的评价标准也尚未统一。更没有专门的微动疲劳的试验标准及其试验横向加载装置。

国内外研究微动疲劳的实验装置按照微动垫的结构不同主要可分为桥式微动垫和圆柱式微动垫等。前者为一种面接触装置，其优点在于不管是弯曲还是拉应力作用下微动垫可通过应力环或其他预紧装置固定在标准疲劳试样上。在20世纪90年代以前该装置被广泛采用，其结构简单,但存在一些不足，首先，微动桥不是完全的刚体，变形造成与试样间的接触条件不好描述；其次，即使是在完全对称情况下，两微动桥脚也不可能完全一致地协调滑动，导致滑移区难以确定。后者为一种线接触的实验装置，20世纪60年代末开始使用，该装置被众多研究者所接受。但是该装置在使用过程中也存在一些问题，如微动系统刚性不好，微动垫相对滑动太大，导致其轴向位移大，横向载荷在疲劳过程中会发生变化即载荷不稳定。

目前，在管材、板材等微动疲劳过程中，往往在由于微动装置的稳定性及可靠性较差，导致试验结果很不理想，试验结果不能真实反映实际微动疲劳的性能。基于通用的微动疲劳试验加载装置稳定性较差，施加载荷波动性较大等情况。所以，在材料微动疲劳试验时，必须设计一种对试样施加横向载荷稳定可靠的试验装置，从而使得试样受到轴向载荷而发生相对滑动时，横向载荷将不发生改变。并且在整个试验过程中微动结构、固定支座等结构也能稳定可靠的工作。因此，设计出一套刚性好，系统稳定的同时具有载荷自协调功能的微动疲劳横向加载装置具有重要的意义。

发明内容

为了克服已有微动疲劳试验横向微动加载装置的不具有自协调载荷作用、稳定性较差、可靠性较差的不足，本实用新型提供一种稳定性良好、可靠性强、具有载荷自协调作用的自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置，包括固定底座，所述横向微动加载装置还包括两根悬臂梁，两根悬臂梁并排布置，两根悬臂梁的中部为用于放置待试验管材的试验工位，悬臂梁的一端固定轴承，所述轴承位于一根悬臂梁相对于另一根悬臂梁的外侧，所述轴承可转动地安装在转轴上，所述转轴位于固定底座上，所述两根悬臂梁的另一端安装用于调节两根悬臂梁之间距离并微动加载的加载机构。

进一步，所述加载机构包括螺旋加载器、载荷传感器和两根连接螺杆，所述连接螺杆的中部穿过所述一根悬臂梁，所述连接螺杆的前端与另一根悬臂梁固定连接，所述连接螺杆的后端与螺杆连接板固定连接，所述螺旋加载器安装在所述螺杆连接板上，所述一根悬臂梁的外侧安装载荷传感器，所述螺旋加载器的动作杆与所述载荷传感器配合。

再进一步，所述连接螺杆的后端穿过螺杆连接板的连接孔并通过固定螺母连接，所述连接螺杆的前端穿过另一根悬臂梁的连接孔并通过固定螺母连接。

更进一步，所述两根悬臂梁的中部的相对面安装微动垫，两个微动垫之间为所述试验工位。

所述转轴上安装横向滑块，所述横向滑块可横向滑动地安装在横向导轨上，所述横向导轨的两端可上下滑动地安装在立柱上，所述立柱的下端可纵向滑动地套装在纵向滑轨上，所述纵向滑轨固定安装在所述固定底座上。