[发明专利]一种预制可控裂纹的装置及方法

说明书

本发明涉及一种预制可控裂纹的装置，其包括：刀架、刀架进给机构和夹持件；所述刀架设置在刀架进给机构上，所述刀架与夹持件相对设置，并且所述刀架能够在刀架进给机构的带动下沿朝向和/或远离夹持件的方向作直线进给运动；所述刀架上设置有刀具，所述刀架进给机构带动刀具切入夹持件上的预制件，在预制件上预制预定深度的裂纹。本发明提供的预制可控制裂纹的装置能够预制各种角度、深度和形状的裂纹供实验使用，同时多次预制的裂纹同一性、重复性好。

技术领域

本发明涉及预制裂纹装置的领域，尤其是一种预制可控裂纹的装置。

还涉及以一种预制可控裂纹的方法。

背景技术

为了精确估算机械结构的零部件的疲劳寿命，保证在服役期内不会发生疲劳失效，不可避免的要进行裂纹扩展实验的研究。目前所进行的裂纹扩展实验研究中的裂纹大都是疲劳机预制的裂纹，而由于这种裂纹的随机性和复杂性，往往给裂纹扩展形状和不同阶段的扩展速率的研究带来很大的困难，在进行多次重复实验时，由于预制裂纹的随机性和复杂性导致实验结果的规律无法获得。尤其是这些方式很难预制不同形状不同角度不同深度的裂纹。一个实验对裂纹的要求越多，这些方式制作的裂纹的同一性越不好。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种能够预制同一性、重复性好的裂纹的装置。还提供了一种预制裂纹的方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供一种预制可控制裂纹的装置，其包括：刀架、刀架进给机构和夹持件；

所述刀架设置在刀架进给机构上，所述刀架与夹持件相对设置，并且所述刀架能够在刀架进给机构的带动下朝向和/或远离夹持件的方向作直线进给运动；所述刀架上设置有刀具，所述刀架进给机构带动刀具切入夹持件上的预制件，在预制件上形成预定深度的裂纹。

进一步的，所述夹持件能够相对于刀架运动，所述运动包括围绕所述直线进给运动方向的转动和/或垂直于所述直线进给运动方向的平移和/或竖立面上的转动，用于调整所述预制件与刀具的相对位置。

优选的，所述夹持件为可倾角虎钳，所述可倾角虎钳的安装面垂直于所述直线进给运动方向；所述可倾角虎钳在所述安装面平移和/或旋转，并固定安装，在竖立面上倾角。

进一步的，所述刀架进给机构包括：框架、传动螺杆、横梁，滑座、滑轨；

所述传动螺杆螺纹连接于所述框架，所述滑座固连于横梁；所述滑座与所述滑轨滑动连接；所述传动螺杆下端转动连接于所述横梁，并带动所述滑座纵向移动；所述横梁下方固定所述刀架。

优选的，沿传动螺杆两侧对称布置两根圆柱形滑轨，同时对应的设置两个滑座，所述滑座包括适配所述圆柱形滑轨的圆柱形孔。

优选的，所述传动螺杆上端连接手轮和/或步进电机。

进一步的，所述刀架前端包括限位部。

进一步的，所述刀架包括一个开口向下的槽，所述刀架侧面有两个螺纹孔连通所述槽；所述刀具安装在所述槽内，至少一部分位于所述螺纹孔处；所述刀具相对于限位部的位置可调，所述刀具借助顶丝和螺纹孔结构固定于所述刀架。

本发明还提供了一种预制可控裂纹的方法，其包括：

根据预制裂纹的形态，选择或制作刀具，并将刀具固定在刀架上；

使用夹持件夹持预制件，调整夹持件相对框架的位置后固定；

旋转传动螺杆，借助运动转换装置使旋转运动转变为刀具的向下平移运动，并使刀具切入预制件；

当刀架的限位部压住预制件，停止进给传动螺杆；