[实用新型]压电驱动式疲劳试验与检测装置

说明书

本实用新型涉及一种压电驱动式疲劳试验与检测装置，采用压电振子作为驱动力源，与预置载荷调整机构、弹性支撑环、载荷传感器、左夹具、被测试件、右夹具等构成谐振系统，在外部交变电压作用下，压电振子的变形通过系统谐振放大并作用于被测试件上，从而实现对微载荷与小载荷试件的往复拉伸疲劳试验与检测。整体结构采用横向布置方式，可避免夹具质量对加载和检测精度的影响。压电振子可以采用圆环形单晶片弯曲振子结构或双晶片弯曲振子结构，也可采用矩形单晶片弯曲振子结构或双晶片弯曲振子结构。

技术领域

本实用新型属于疲劳检测和试验领域，具体涉及一种基于压电振子驱动的并用于微载荷和小载荷的疲劳试验与检测装置。

背景技术

随着微机电技术的不断发展，有关的微小执行器、微小驱动器与微小传感器等的研究也极为活跃，部分成果已经形成产品得到了应用。而这些器件在工作中一般特点是受力小、使用频率高，普遍存在疲劳破坏的可能，开发与生产过程中均需进行多次的疲劳试验与检测；此外，仿生工程研究与仿生产品、生物医学产品中经常出现的微型与小型构件，工作中常处于交变动载荷下，也需进行疲劳试验与检测。这些特殊性能构件的出现，使得其相应的能够模仿实际工况、并具有较好性能的疲劳试验与检测技术变得日益重要。而现有的疲劳试验与检测设备针对大尺寸器件设计的，一般采用电磁驱动或电液伺服驱动，需要系统在谐振状态下工作，受系统阻抗与磁阻的限制，一般工作频率不高于200Hz，同时普遍存在动态载荷大、加载精度低等问题，目前均不适于对微小器件与生物器件的疲劳试验与检测。

本实用新型提出一种利用压电振子作为驱动力源并且整体结构采用横向布置方式，可对微小器件与生物器件进行往复拉伸疲劳试验与检测，能够实现交变载荷的精确施加与控制。

发明内容

本实用新型的压电驱动式疲劳试验与检测装置，采用压电振子作为驱动力源，与预置载荷调整机构、弹性支撑环、载荷传感器、左夹具、被测试件、右夹具构成谐振系统，在外部交变电压作用下，压电振子的变形通过系统谐振放大并作用于被测试件上；其中，支撑板通过连接环与压电振子相连接，右夹具与压电振子固定连接，右夹具的一端连接有传振杆，被测试件由左夹具和右夹具夹持固定，左夹具通过载荷传感器与弹性支撑环相连接，旋转手轮与移动滑台螺纹连接，同时与弹性支撑环相连接；导柱固定在基座上，基座上由4个减振橡胶支撑，移动滑台在导柱上下滑动，旋转手轮旋转并借助移动滑台的螺纹连接驱动弹性支撑环发生弹性形变，从而形成对被测试件的初期加载，加载之后用锁紧螺母锁紧。

优选的，压电振子采用圆环形单晶片弯曲振子结构或圆环形双晶片弯曲振子结构，也可采用矩形单晶片弯曲振子结构或双晶片弯曲振子结构。

优选的，预置载荷调整机构是为预先对被测试件进行静态加载而设置的，其主要包括旋转手轮、锁紧螺母、移动滑台、导柱。

优选的，整体结构采用横向布置式，左夹具与右夹具横向夹持被测试件。

本实用新型的优点在于：根据系统预置状态，可模拟形成较低频率的交变加载，也可以形成300Hz以上的高频、小振幅加载工况，实现更高的交变加载速度和控制精度，并且整体结构用横向布置式，避免了夹具质量对加载精度的影响。结构简单体积小，完全不产生磁干扰也不接受磁干扰，能够更好的对微小与精密构件的交变加载与高频高周疲劳性能检测。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实例。

图2是本实用新型的压电振子结构示意图，其中图2a圆环形为单晶片振子结构，图2b是圆环形双晶片振子结构，图2c是矩形单晶片振子结构，图 2d是矩形双晶片振子结构。

图3是本实用新型的预置载荷调整机构。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的压电驱动式疲劳试验与检测装置的结构及原理作进一步详细描述。