[实用新型]一种可施加轴向预张力的疲劳试验装置

说明书

本实用新型公开了一种可施加轴向预张力的疲劳试验装置，该装置包括疲劳加载装置、作动器、第一连接件、试件固定支撑装置、试件、第二连接件、力传感器、轴向加力装置和轴向加力固定支撑装置；试件的一端通过第一连接件与疲劳加载装置连接，疲劳加载装置在作动器的作用下往复运动；试件的另一端通过第二连接件与力传感器相连，力传感器与轴向加力装置相连；当作动器无动力输出时，疲劳加载装置的轴线、试件轴线和轴向加力装置的轴线位于同一直线上，并与水平面平行。通过该装置，可同时提供轴向预张力和疲劳载荷，并且该装置整体结构简单、测量方便，可提高交变荷载频率。

技术领域

本实用新型涉及疲劳试验领域，更具体地，涉及一种可施加预张力的疲劳试验装置。

背景技术

统计分析表明，断裂、磨损和腐蚀是机械零件的主要失效形式，其中断裂具有突发性，常常会造成严重的事故。根据理论研究和实践，人们认识到机械零件在承受交变载荷时，会出现疲劳现象，积累达到一定程度时零件将发生断裂破坏。造成机械零件发生断裂的众多因素中，由金属疲劳引起的机械零件的断裂失效占80％以上。

一般以机械零件的交变载荷次数为10⁶～10⁷次为基准次数，定义交变载荷的大小为疲劳强度。疲劳强度的大小，与机械零件的材质、加工方式、几何形状、荷载类型均紧密相关。

因此对于承受交变载荷的复杂形状的结构而言，通过理论方法计算得到疲劳强度是非常困难的，因此多采用实验方法测定结构的疲劳情况。一般而言，首先根据结构的使用工况，定义得到交变荷载的参数，其次根据结构的设计使用寿命和交变载荷的频率，施加10⁶～10⁷次交变载荷，观察结构的断裂情况。如果结构没有出现裂纹，则认为该结构在该试验交变载荷下不发生疲劳断裂，即该结构的疲劳强度大于该试验交变载荷对应的应力。

张紧式阴极保护系统中的电缆在海水中，风浪流频繁的冲击运动导致电缆受到循环载荷的作用，同时，由于阴极保护系统上集成的辅助阳极，其轴向尺寸远大于电缆直径，刚度与电缆刚度差距很大，因此在辅助阳极和电缆接触的地方容易发生局部疲劳破坏，同时，张紧式阴极保护系统存在预张力。因此，对于疲劳试验设备而言，必须能同时对电缆部件施加预张力和交变弯矩载荷。

目前的实验设备中，有仅能施加对单一的交变荷载类型的，如拉压疲劳试验机、扭转疲劳试验机以及疲劳试验机(三点弯曲)等，这类实验设备无法提供同时预张力和交变弯矩载荷。还有一类是面向具体机械零部件的，这类实验设备与电缆的荷载工况与固定方式不一致，无法直接使用。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种可施加预张力的疲劳试验装置，达到可提供预张力、交变荷载施加频率高、测量方便、设备简单等目的。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种可施加轴向预张力的疲劳试验装置，其特征在于，包括疲劳加载装置、第一连接件、作动器、试件固定支撑装置、试件、第二连接件、力传感器、轴向加力装置和轴向加力固定支撑装置；

所述试件通过所述试件固定支撑装置被固定；

所述轴向加力装置通过所述轴向加力固定支撑装置被固定；

所述试件的一端通过所述第一连接件与所述疲劳加载装置连接，所述疲劳加载装置在所述作动器的作用下在所述滑箱内往复运动；

所述试件的另一端通过所述第二连接件与所述力传感器相连，所述力传感器与所述轴向加力装置相连；

当所述作动器无动力输出时，所述疲劳加载装置的轴线、所述试件轴线和所述轴向加力装置的轴线位于同一直线上，并与水平面平行。