[发明专利]一种采用X射线三维成像的悬臂式旋转弯曲原位疲劳试验机

摘要

一种采用X射线三维成像的悬臂式旋转弯曲原位疲劳试验机，主要由力加载单元、试样夹持单元、作动单元、传动单元、数据采集与控制单元组成。采用伺服电机作动，通过梅花形弹性联轴器将电机的旋转运动传递到试样下夹具上，由夹具带动试样进行旋转运动。试样上夹具连接有力加载单元，通过拧动螺钉对轴状试样施加径向力，从而使试样弯曲。在疲劳试验的过程中，同步辐射光源能够无阻挡穿透金属试样进行同步辐射成像，得到材料内部损伤的三维图像；清晰、准确地反映材料内部结构在旋转弯曲疲劳过程中的演变规律，为研究材料在旋转弯曲疲劳下的缺陷以及裂纹演变行为提供了不可或缺的技术装备。

主权项

1.一种采用X射线三维成像的悬臂式旋转弯曲原位疲劳试验机，包括，主机，数据采集装置和电机控制装置，其特征在于，方形筒体的试验机支座（16）固定在底座（19）上，底座（19）经十字形卡盘（11）与由电机驱动旋转的光源平台（20）连接；伺服电机（18）沿竖向安装在试验机支座（16）内，伺服电机（18）轴与弹性联轴器（9）下端联接；上盖板（15）经螺钉固定在试验机支座（16）顶部；试样夹持机构为：位于上方的上夹具一（2a）为一个柱状体，柱状体下部有外螺纹，柱状体底部有一与试样（26）上部正方形块相适配而卡合的长方形开口槽，位于下方的上夹具二（2b）为一个上部开口且有底板的筒体，该筒体内有与上夹具一（2a）的外螺纹相旋转的内螺纹，该筒体及其底板上有一供试样（26）中轴部分插入的径向开口槽，卡块一（29）的形状与试样上部正方形块插入上夹具一（2a）底部长方形开口槽后剩余部分的形状相适配；下夹具一（6b）、下夹具二（6a）以及卡块二（30）分别与上夹具一（2a）、上夹具二（2b）以及卡块一（29）的形状相同，下夹具二（6a）位于下夹具一（6b）上方，且下夹具二（6a）与上夹具二（2b）上下对称设置，下夹具一（6b）与上夹具一（2a）上下对称设置；下夹具一（6a）的柱状体下部经深沟球轴承（7）设置在上盖板（15）上；圆筒形玻璃罩（14）分割为玻璃罩一（14a）和玻璃罩二（14b），该玻璃罩（14）嵌插在上盖板（15）顶面上的圆形槽口上，卡块（8）嵌入并经螺钉固定在上盖板顶面的开口凹陷面内，以将玻璃罩二（14b）抵住，从而使之不能从上盖板凹陷面的开口处取出；支座（13）固定在玻璃罩（14）上面；套筒（1）形状为：有顶板的圆筒左面固联有一水平轴，右面固联的另一水平轴右端上有一板件；支撑座（12）和支持座（4）分别固定在支座（13）顶面左部和右部，套筒（1）的左面水平轴经直线轴承（28）安装在支撑座（12）上，两个载荷施加螺钉（27a、27b）从套筒（1）的板件左面的两个孔穿过该板件并从左向右穿过支持座（4）上的两个孔后，与两个螺纹套筒（5a、5b）旋接，载荷传感器（3）设置在套筒（1）的板件与支持座（4）之间，上夹具一（2a）的柱状体上部经圆柱滚子轴承（25）安装在套筒（1）的圆筒内；光源发射器（21）和光源接收器（22）分别安装在光源平台（20）以外的左面和右面，且二者之间的光通路穿过试样（26）；载荷传感器（3）的输出信号端与所述数据采集装置连接，数据采集装置与所述主机连接；所述电机控制装置与伺服电机（18）连接。