[发明专利]一种用于微动疲劳试验的可调刚度夹持装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于微动疲劳试验的可调刚度夹持装置及方法，夹持装置包括夹具底座、连接肋板、Y型夹具，夹具底座上方前后两侧设置有两对凸台，每对凸台上开设有对应的第一孔；夹具底座的左右两侧各开设有一个凹槽，凹槽中用于放置微动块；连接肋板为两个，连接肋板由连接肋板上段、连接肋板中段、连接肋板下段组成，连接肋板上段开设有第二孔，连接肋板下段前后两侧均设有与第一孔对应的第三孔；Y型夹具为倒Y型，由上方的柄部和下方的音叉部组成，音叉部开设有与第二孔对应的第四孔；夹具底座与连接肋板通过第一螺栓连接，Y型夹具与连接肋板通过第二螺栓连接。通过改变连接肋板的尺寸，可以实现不同刚度下的微动疲劳试验。

技术领域

本发明涉及微动疲劳寿命测试技术领域，特别涉及一种可调夹持刚度的单卡头式微动疲劳寿命测试夹持装置。

背景技术

微动疲劳损伤广泛存在于结构连接件中，航空发动机传动齿轮、盘轴连接、叶片和轮盘榫连接、螺栓连接结构工作过程中受到复杂的振动载荷和气动载荷，使结构连接处表面产生微动，这将会产生严重的微动损伤作用，极大的降低连接结构的疲劳寿命从而导致失效的发生。相比于普通疲劳，微动作用会显著的加速裂纹萌生和早期的裂纹扩展，降低连接结构的疲劳寿命，甚至下降达30％以上。

开展微动疲劳寿命研究，具有重要的实际意义，而相关研究表明：相对滑移幅值、摩擦系数和接触压力等五十多个因素影响微动疲劳损伤。为了测试连接结构的微动疲劳寿命，研究者针对具体问题设计了不同的微动疲劳试验装置。微动疲劳试验装置按试验加载装配方式可分为桥式、单卡头式和爪式三类。

国内微动疲劳试验装置大多采用单一夹持刚度的方式，这种的微动疲劳试验装置无法实现对相对滑移幅值的控制，也无法很好的分离微动疲劳中两个主要因素“力影响”和“表面损伤”，无法较好的与实际损伤情况联系起来。所以如果可以较好的分离出相对滑移幅值对微动疲劳寿命的影响，在发动机榫头榫槽以及叶片设计上考虑滑移幅值对疲劳寿命的影响，可以更有效的分析相关的微动疲劳问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于微动疲劳试验的可调刚度夹持装置及方法，以获得相对滑移幅值对微动疲劳寿命的影响。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于微动疲劳试验的可调刚度夹持装置，包括夹具底座、连接肋板、Y型夹具，其中：

所述夹具底座上方前后两侧设置有两对凸台，每对凸台上开设有对应的第一孔；夹具底座的左右两侧各开设有一个凹槽，凹槽中用于放置微动块；

所述连接肋板为两个，连接肋板由连接肋板上段、连接肋板中段、连接肋板下段组成，连接肋板上段开设有第二孔，连接肋板下段前后两侧均设有与第一孔对应的第三孔；

所述Y型夹具为倒Y型，由上方的柄部和下方的音叉部组成，音叉部开设有与第二孔对应的第四孔；

所述夹具底座与连接肋板通过第一螺栓连接，第一螺栓穿过第一孔和第三孔；所述Y型夹具与连接肋板通过第二螺栓连接，第二螺栓穿过第二孔和第四孔。

其中，通过改变连接肋板中段的宽度来改变夹持装置的刚度，以控制接触面相对滑移幅值大小。

所述连接肋板上段位于Y型夹具的音叉部的内侧。

所述连接肋板下段位于夹具底座前后两侧的凸台之间，且贴紧。

一种微动疲劳试验方法，包括以下步骤：

步骤a，首先将Y型夹具的柄部夹持在试验机上夹头，完成后保持试验机上夹头不动；

步骤b，取连接肋板，并与夹具底座通过第一螺栓连接，并将试验件以及Y型夹具的音叉部通过第二螺栓连接；

步骤c，将试验机上夹头下移，直到试验件进入试验机下夹头的2/3，然后夹紧试验机下夹头，以将所述夹持装置固定在试验机上；