[发明专利]基于光纤传感技术的疲劳试验装置

说明书

本发明提供一种基于光纤传感技术的疲劳试验装置。本发明的疲劳试验装置包括加载机构，固定机构和光纤传感器。加载机构包括两个正对设置且能够沿拉压方向反向运动的第一加载件和第二加载件。固定机构设于第一加载件和第二加载件之间，且包括正对设置的第一固定组件和第二固定组件，第一固定组件与第一加载件连接，且能与试验件的第一端连接，第二固定组件与第二加载件连接，且能与试验件的第二端连接。光纤传感器可拆卸地安装于试验件，用于检测试验件在拉压方向上的形变。该疲劳试验装置能够对棒状试验件进行拉压试验，能够节约试验件原材料，同时采用光纤传感器可精确测量试验件的形变量，提高疲劳寿命的计算精度。

技术领域

本发明属于材料性能测试技术领域，尤其涉及一种基于光纤传感技术的疲劳试验装置。

背景技术

机械零件，如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等，在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力(也称循环应力)。在交变应力的作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。

现有的测量金属疲劳寿命的试验系统存在两方面问题。第一，目前所采用的试验件尺寸较大，较耗费原材料，而做试验的单晶试验件价格不低，做一次试验花费较高；第二，在测量金属疲劳寿命时需要对试验件的拉压位移进行实时测量，而现有的位移测量系统，采用拉压计进行测量，拉压计无法直接准确地测量试验件的实时位移，而是通过测量拉压杆的实时位移来近似代替试验件的位移，误差较大，其测量的数据不能真实反映试验结果。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够精确测量试验件的形变量，以准确计算金属疲劳寿命的基于光纤传感技术的疲劳试验装置。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，用于对一棒状试验件进行拉压疲劳试验，所述疲劳试验装置包括：

加载机构，包括两个正对设置且能够沿拉压方向反向运动的第一加载件和第二加载件；

固定机构，设于所述第一加载件和所述第二加载件之间，且包括正对设置的第一固定组件和第二固定组件，所述第一固定组件与所述第一加载件连接，且能与所述试验件的第一端连接，所述第二固定组件与所述第二加载件连接，且能与所述试验件的第二端连接；

光纤传感器，可拆卸地安装于所述试验件，用于检测所述试验件在拉压方向上的形变。

在本发明的一种示例性实施例中，所述第一固定组件包括：

第一连接件，设有第一连接孔，所述第一连接孔能够与所述试验件的第一端螺纹连接；

第一固定套，套设于所述第一连接件外，且与所述第一连接件可拆卸地固定连接，所述第一加载件与所述第一固定套连接。

在本发明的一种示例性实施例中，所述第一固定套设有贯通的第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔的直径大于所述第二安装孔的直径，所述第一连接件的一端位于所述第一安装孔内，另一端穿出所述第二安装孔，且所述第一连接件位于所述第一安装孔内的表面设有第一凸缘，所述第一凸缘的直径大于所述第二安装孔的直径，所述第一连接件穿出所述第二安装孔的一端与所述试验件的第一端螺纹连接；

所述疲劳试验装置还包括第一连杆，所述第一连杆的一端与所述第一加载件连接，另一端穿入所述第一安装孔并螺纹连接。

在本发明的一种示例性实施例中，所述第一连接件设有沿所述拉压方向延伸的第一通孔，所述试验件的第一端穿入所述第一通孔靠近所述试验件的一端并螺纹连接；