[发明专利]一种榫连接结构的高温微动疲劳寿命测试方法

摘要

本发明公开了一种榫连接结构的高温微动疲劳寿命测试方法，所述一种榫连接结构的高温微动疲劳寿命测试方法，首先确定裂纹萌生的应变或位移，试验装备的安装；接着开始中温微动疲劳试验；确定裂纹萌生时位移突变的判断标准；最后，高温微动疲劳试验并确定榫连接结构高温微动疲劳寿命。不但成功地完成了高温下榫连接结构的微动疲劳试验，而且试验成本低廉、能简单并精确地获得榫连接结构裂纹萌生寿命数据，所以本发明的方法可操作性高，应用范围广，预测精度高，具有可观的工程应用前景。本发明还公开了一种榫连接结构的高温微动疲劳寿命测试的试件夹具，所述夹具包括具有带水冷装置的上夹具、下夹具及固定组件。

主权项

1.一种榫连接结构的高温微动疲劳寿命测试方法，所述榫连接结构包括榫头和轮盘（4），所述轮盘上设有和所述榫头相匹配的榫槽；所述榫头的头部设置在所述榫槽内、和榫槽相配合，其壁面相接触的地方形成微动接触区域；所述榫头的尾部和用于固定其的连接件（3）固连；其特征在于，所述高温微动疲劳寿命测试方法包括如下步骤：步骤1），将全新的榫连接结构置于测量环境中，其中，设置榫连接结构的测量环境的具体步骤如下：步骤1.1），在所述轮盘榫槽的侧壁（5）上均匀粘贴四个中温应变片，并将所述四个中温应变片接入应变仪；步骤1.2），设置上夹具（1）和下夹具（2），将疲劳试验机的上夹头通过上夹具（1）固定住所述连接件（3）、下夹头通过下夹具（2）固定住所述轮盘（4）；所述上夹具、下夹具均采用刚度大于预设刚度阈值的耐高温金属制成，且上夹具上设有冷却装置，用于冷却所述连接件传递至疲劳试验机的上夹头的温度；步骤1.3），将三个热电偶分别设置在所述榫头/榫槽的接触侧壁（5）、连接件（3）、轮盘（4）上，将所述榫头、轮盘、连接件置于高温炉中，并设置温控仪，所述温控仪分别和所述三个热电偶、高温炉电气相连，用于控制高温炉工作，使得高温炉内的温度和所述三个热电偶所感应的温度的平均温度相同；步骤2），通过温控仪将高温炉内的温度加热至中温，然后进行保温处理，所述中温为100℃‑250℃；步骤3），控制疲劳试验机采用预设的循环拉力频率及循环拉力幅值对榫连接结构进行疲劳拉伸，记录此时榫连接结构的位移幅值变化速度，即当前榫连接结构的初始位移幅值变化速度；并检查应变仪检测到所述四个中温应变片的应变峰值，当所述四个中温应变片中任意一个中温应变片的应变峰值发生突变时，认为榫连接结构微动疲劳裂纹萌生，记录此时榫连接结构的位移幅值变化速度，即当前榫连接结构的突变位移幅值变化速度；步骤4），将当前榫连接结构的突变位移幅值变化速度除以当前榫连接结构的初始位移幅值变化速度，得到突变比例值；步骤5），通过温控仪控制高温炉内的温度从预设的第一温度阈值按照预设的温度步长增加至预设的第二温度阈值，对于其中每一个温度：步骤5.1），控制疲劳试验机对榫连接结构进行疲劳拉伸，其拉力从预设的第一拉力幅值按照预设的拉力步长增加至预设的第二拉力幅值，对于其中每一个拉力幅值：步骤5.1.1），将全新的榫连接结构置于测量环境中；步骤5.1.2），记录疲劳试验机对榫连接结构开始拉伸时榫连接结构的位移幅值变化速度，即当前榫连接结构的初始位移幅值变化速度；步骤5.1.3），将当前榫连接结构的初始位移幅值变化速度乘以所述突变比例值，得到当前榫连接结构的预计的突变位移幅值变化速度；步骤5.1.4），通过疲劳试验机测试到当前榫连接结构位移幅值变化速度，当其等于当前榫连接结构的预计的突变位移幅值变化速度时，控制疲劳试验机停止工作，将疲劳试验机的工作时间作为当前榫连接结构的工作寿命，记录当前高温炉内的温度、当前疲劳试验机采用的拉力幅值大小以及当前榫连接结构的工作寿命；步骤6），得到榫连接结构在不同温度、不同拉力幅值下对应的工作寿命。