[实用新型]一种高温、高低周复合疲劳试验系统

说明书

本实用新型是一种高温、高低周复合疲劳试验系统，该系统通过液压系统加载低周载荷，利用电磁振动台加载高频振动载荷(频率最高可达到1000Hz)，针对工程件材料、工程件，可以完成轴向(Y轴)低周拉‑拉应力和水平(X轴)高频载荷复合作用下的疲劳测试，载荷图谱如图1所示。本实用新型系统能够省时高效地针对工程件材料、工程件，模拟其在使用环境下的高低周复合疲劳试验，试验系统简单实用，成本较低。

技术领域

本实用新型是一种高温、高低周复合疲劳试验系统，属于力学性能测试技术领域。

背景技术

疲劳失效是工程材料常见的破坏形式。针对工程材料开展疲劳性能测试，获取特定应力水平下的疲劳破坏寿命，对于工程结构件的设计和寿命预测具有非常重要的意义。以往，材料疲劳测试多以轴向的应力加载方式完成，而且高周、低周分别在材料的弹性范围和塑性范围内进行，不能体现某些工程件在高低周复合应力作用下的实际工况。近年来，随着工业技术的发展，先进材料对高低周复合应力作用下的疲劳性能测试需求量大大增加，部分工业装备(飞机、高铁等)对关键部件的高低周复合疲劳性能也提出了更高的要求，要求部分关键部件的疲劳测试在高低周复合应力作用下完成。例如，航空发动机的叶片、轴等。因此，基于传统单项加载的高周频疲劳和低周疲劳测试，已不能完全满足现代材料疲劳性能的测试需求，亟需开展高低周复合疲劳性能测试。

目前材料疲劳测试，全部基于传统单项加载的高频疲劳和低周疲劳测试，不能模拟某些航空发动机工程件的实际工作环境。且传统单项加载的高频疲劳和低周疲劳测试数据，不能准确反映工程件在多轴应力作用下的材料疲劳特性。

发明内容

本实用新型正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种高温、高低周复合疲劳试验系统，该系统将电磁振动台和液压系统结合在一起，实现了材料在室温和高温条件下的高低周复合疲劳性能的测试，测试结果对于工程材料的疲劳寿命评价具有重要的应用价值。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种高温、高低周复合疲劳试验系统包括一个主控计算机用于接收、处理数据，另外还包括一个低周加载装置和一个高频振动装置，其中：

低周加载装置包括一个设置在主体台架台面11上的刚性框架结构，在该框架结构上固定有低周加力液压作动器4，该低周加力液压作动器4上安装有力值传感器7以实时测量并控制低周力值和保载时间，低周加力液压作动器4的作动杆5与一个助振板1刚性连接，该助振板1与待测试样2的一端刚性连接并对待测试样2进行低周加载；

高频振动装置包括一个电磁振动台8，电磁振动台8通过一个过渡板12 与高频施力板6连接，由高频施力板6输出高频振动，振动方向与低周加力液压作动器4的作动杆5的动作方向成90°，该高频施力板6的中心通过夹具下拉杆3与待测试样2的另一端刚性连接；

在助振板1上安装在激光位移传感器16用于实时监测助振板1的振幅并反馈给主控计算机以实现对电磁振动台8的控制，保持对待测试样2的高频载荷。

在一种实施中，所述刚性框架结构是由承力结构拉杆9和承力结构前后板10组成的四方体刚性结构，其中，承力结构拉杆9处于横向位置并与低周加力液压作动器4的作动杆5平行，承力结构前后板10处于纵向位置并与电磁振动台8上连接的高频施力板6平行。

在一种实施中，在主体台架台面11下方安装有承压轴承15和液压油泵 14。

在一种实施中，在框架结构上固定安装两组低周加力液压作动器4，其作动杆5分别刚性连接助振板1的两端以使待测试样2位于该两端之间。

进一步，所述助振板1为“E”字形结构，两组低周加力液压作动器4 的作动杆5分别刚性连接在该“E”字形结构上、下支臂上，待测试样2的一端刚性连接在该“E”字形结构中间支臂上。