[发明专利]一种手动可控微动疲劳试验加载装置

说明书

手动可控疲劳试验微动加载装置，沿纵轴线方向的四个螺杆组成架子通过右端板和左端板连接，连个端板上各装有一个法兰托板，法兰托板安装有偏心轮棘轮机构，偏心轮棘轮机构装有驱动手柄，其中的偏心轮与推杆端部的滚轮配合，推杆穿过端板上的轴孔，推杆的另一端连接套筒，套轴穿设在套筒的内孔中；套轴连接微动垫夹持器，第一压力板、压力应变片、第二压力板依次可滑动地穿设在套轴，第二压力板与套筒抵触；套轴连接微动垫夹持器；被测物体两侧的压力应变片分别与压力传感器信号连接。

技术领域

本发明涉及材料疲劳试验及摩擦磨损领域，具体的来说是一种可调节且稳定的，可对不同试样施加不同载荷并结合疲劳试验机产生微动摩擦磨损的横向加载装置。

背景技术

微动疲劳是指构件在循环载荷的作用下，由于表面某一部位与其它接触表面产生小振幅相对滑动而导致构件导致部件疲劳强度降低或早期断裂的现象。所谓微动就是名义上相对静止的两个固体,其相互接触的表面在法向压力作用下互相挤压并产生往复的相对滑动，相对滑动幅度在5～400μm。微动疲劳现象广泛存在于航空、核电、交通、汽车、化工和电力等工业领域中，被称为工业界的“癌症”。微动疲劳对材料的疲劳寿命影响很大，通常会使材料寿命降低20％～50％，在有些不利的条件下疲劳寿命降低更加显著。现如今对于疲劳研究尚未取得重大突破，也没有统一的微动试验标准和专门的加载装置。因此对于微动疲劳的研究具有非常重要的理论意义和工程实践价值。

微动现象早在十九世纪处就出现在人们视线中，只不过人们没有重视该现象。1911年 Eden et.al.在一篇公开发表的题为“金属的耐久性”的疲劳试验研究报告中，描述疲劳试验的夹紧件出现锈蚀，使得疲劳试件难以从夹紧件中取下的现象；1924年，Gillett和Mack同样在金属疲劳试验过程中发现，疲劳试件没有在预期的标距段破坏，而是在试样夹紧部位发生了破坏，但两次都未作深一步的研究。此外，这种锈蚀现象也被发现存在大量的工程机械构件中，例如键与键槽之间，滚珠轴承的滚珠与跑道之间，轴和孔的压配合表面边缘等。但随着时间推移和理论的不断发展，1992年Zhou和Vincent提出了二类微动图理论，从而揭示了微动运行机制和材料损伤规律，在微动疲劳领域取得重大突破。从此研究重点转入到对具体材料及结构的微动疲劳分析。

目前疲劳实验中所使用的微动加载装置往往稳定性和可靠性不足，导致试验结果不理想。得不到真正的试验结果。现在微动装置的加载方法有螺栓加载或者是应力环加载，虽然这两种方法机构简易，操作方便，但是这两种方法存在同样的缺点：一、随着试验的进行，由于疲劳试验机的振动以及垫片与试样之间滑动，会导致两者之间的横向载荷无法保持恒定，载荷也会由于振动和滑动持续减小，甚至出现横向载荷为零的情况。二、加载载荷的数值不精确，存在较大误差。要知道在微动疲劳实验中，保持横向载荷长期稳定加载至关重要，这是定量表征微动载荷大小对材料疲劳寿命的表征。因而设计一套刚性好的，系统稳定可靠同时载荷加载精确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横向加载装置的加载不准确、稳定性交差、可靠性不足的缺点，本发明提供了一种刚性良好、加载准确、稳定性好、可靠性较强、操作简易的手动式可控微动疲劳横向加载装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种手动可控疲劳试验微动加载装置，包括第一法兰托板1和第二法兰托板18，沿纵轴线方向的第一螺杆12、第二螺杆14、第三螺杆15、第四螺杆16通过右端板和左端板连接，第一法兰托板1连接前端板，第二法兰托板18连接后端板。