一种新型高周疲劳试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机械振动测试技术领域，具体涉及一种新型高周疲劳试验装置，用于对试验件进行疲劳极限测试，包括：振动装置，用于提供水平方向激励；振动位移放大装置：位移放大装置与振动装置刚性连接，振动装置给位移放大装置施加激振使得位移放大装置处于共振状态；连接装置，连接于位移放大装置的自由端与试验件之间，用于对试验件施加循环载荷，连接装置中包含力传感器，力传感器用来监测试验件受力值；本发明专利技术通过给试验件施加循环载荷的方式，载荷频率低于试验件自身固有频率，即试验过程中试验件不产生共振，但会在一个较高的频率范围(200～800Hz)下受迫振动，得到一定循环数下(2x107)的疲劳极限。

【技术实现步骤摘要】
一种新型高周疲劳试验装置
本专利技术涉及机械振动测试
，具体涉及一种新型高周疲劳试验装置。
技术介绍
在工程机构及设备运行中，疲劳失效极为广泛。疲劳失效前无明显宏观塑性变形，断裂无先兆，往往造成灾难性的后果，特别是航空航天领域。疲劳失效分为振动疲劳及静态疲劳两种。在疲劳试验领域，对于循环数在105以上一般称为高周疲劳试验，采用振动加载，也称为振动疲劳试验，循环数在105以下称为低周疲劳，一般采用静态疲劳机加载，称为静态疲劳试验。振动疲劳是指交变激励频率与结构的某阶固有频率接近或一致时使结构产生的疲劳失效，振动疲劳失效取决于结构的应变模态分布特征。振动疲劳试验在低于屈服强度应力载荷下进行，振动频率最高可以达到几千赫兹，循环周期长的特点。静态疲劳断裂寿命短，往往有塑性变形出现，也称为高应变疲劳或低周疲劳。在实际工况中存在一种疲劳现象，既存在着高频率、高循环数载荷，但载荷频率匹配不到结构件固有频率附近。对于这种结构件需要做模拟工况的疲劳试验，这种疲劳试验特征不属于现有的振动疲劳，静态疲劳试验亦满足不了其试验要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种新型高周疲劳试验装置，通过给试验件施加循环载荷的方式，并使载荷频率在试验件共振频率附近，从而获取试验件的高周疲劳极限。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：振动装置，用于提供水平方向激励；位移放大装置，所述位移放大装置与所述振动装置刚性连接，用于接受来自所述振动装置的激振，并产生共振；连接装置，所述连接装置连接于所述位移放大装置的自由端与所述试验件之间，用于将所述位移放大装置上的位移动力传递至所述试验件上，从而对所述试验件施加循环载荷；高温装置，所述高温装置与地面刚性连接，并且内部设有加热空间，以及与所述加热空间贯通的预留窗口，用于对所述试验件进行加热；压紧工装，用于将所述试验件固定设在所述高温装置内部。优选的，所述位移放大装置的自由端在所述振动装置的作用下产生10至50毫米的位移行程；并且所述位移放大装置的往复运动频率为200至800赫兹。优选的，所述连接装置包括钢丝绳和高温合金连接杆，所述高温合金连接杆经贯穿所述高温装置的窗口与所述加热空间内的所述试验件连接，所述钢丝绳连接于所述位移放大装置的自由端与所述高温合金连接杆远离所述试验件一端之间。优选的，还包括导向滚轮，所述导向滚轮通过轴承支架与地面刚性连接，用于约束所述钢丝绳运动方向，获得对所述高温合金连接杆施加固定方向的拉力。优选的，还包括力传感器，所述力传感器设置在所述高温合金连接杆远离所述试验件的一端，并通过所述钢丝绳与所述位移放大装置的自由端连接，用于采集所述试验件的受力大小。优选的，所述高温装置内设有电阻加热丝，用于对所述加热空间内的试验件提供500至700摄氏度的加热温度；所述加热空间的外部四周设有水冷套，用于隔绝热量外泄；所述试验件外部还设有铠装热电偶，用于检测试验环境温度。本专利技术有益效果：给试验件施加循环载荷，载荷频率低于试验件自身固有频率，即试验过程中试验件不在共振状态，但会在一个较高的频率范围(200～800Hz)下，得到一定循环数下(2x107)的疲劳极限。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术整体结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：根据图1所示，一种新型高周疲劳试验装置，用于对试验件12进行疲劳极限测试，包括：振动装置1，用于提供水平方向激励；位移放大装置5，所述位移放大装置5与所述振动装置1刚性连接，用于接受来自所述振动装置1的激振，并产生共振；连接装置，所述连接装置连接于所述位移放大装置5的自由端与所述试验件12之间，用于将所述位移放大装置5上的位移动力传递至所述试验件12上，从而对所述试验件12施加循环载荷；高温装置3，所述高温装置3与地面刚性连接，并且内部设有加热空间，用于对所述试验件12进行加热；压紧工装4，用于将所述试验件12固定设在所述高温装置3内部。上述设置中，振动装置1通过位移放大装置5及连接装置给试验件12施加循环载荷，载荷频率低于试验件12自身固有频率，即试验过程中试验件12不在共振状态，但会在一个较高的频率范围(200～800Hz)下，得到一定循环数下(2x107)的疲劳极限。该试验装置借助振动装置施加半正弦载荷，利用连接装置达到共振状态所产生的循环载荷，并将载荷力通过连接装置传递至试验件12，使得试验件12受到定频率下的半正弦载荷。实施例二：所述位移放大装置5的自由端在所述振动装置1的作用下产生10至50毫米的位移行程；并且所述位移放大装置5的往复运动频率为300至400赫兹。上述设置中，位移放大装置5根据杠杆原理，将振动装置1的振动幅度变大。实施例三：所述连接装置包括钢丝绳6和高温合金连接杆7，所述高温合金连接杆7经贯穿所述高温装置3的窗口与所述加热空间内的所述试验件12连接，所述钢丝绳6连接于所述位移放大装置5的自由端与所述高温合金连接杆7远离所述试验件12一端之间。实施例四：还包括导向滚轮2，所述导向滚轮2通过轴承支架与地面刚性连接，用于约束所述钢丝绳6运动方向，获得对所述高温合金连接杆7施加固定方向的拉力，从而满足试验测试需求。实施例五：还包括力传感器8，所述力传感器8设置在所述高温合金连接杆7远离所述试验件12的一端，并通过所述钢丝绳6与所述位移放大装置5的自由端连接，用于采集所述试验件12的受力大小。上述设置中，力传感器8还设有冷却装置，用于克服高温合金连接杆7所传递来的热量，从而保证力传感器8处于合适的工作温度，保持数据采集的精确度，并将采集数据传递给检测系统，其中冷却装置优先采用压缩空气强制降温。实施例六：所述高温装置3内设有电阻加热丝9，用于对所述加热空间内的试验件12提供500至700摄氏度的加热温度；所述加热空间的外部四周设有水冷套10，用于隔绝热量外泄；所述试验件12外部还设有铠装热电偶11，用于检测试验环境温度。上述设置中，工装为与试验件12对应的固定装置，具有耐高温、高机械强度的特性，因此不惧高温装置3的高温环境，并将试验件12按照测试要求固定在加热空间内部，保证试验件12在受拉后不产生位移；而铠装热电偶11采集试验件12关键位置的温度，并将数据传给检测系统，进行数据监测，保证试验件12关键位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型高周疲劳试验装置，用于对试验件进行疲劳极限测试，其特征在于，包括：/n振动装置，用于提供水平方向激励；/n位移放大装置，所述位移放大装置与所述振动装置刚性连接，用于接受来自所述振动装置的激振，并产生共振；/n连接装置，所述连接装置连接于所述位移放大装置的自由端与所述试验件之间，用于将所述位移放大装置上的位移动力传递至所述试验件上，从而对所述试验件施加循环载荷；/n高温装置，所述高温装置与地面刚性连接，并且内部设有加热空间，以及与所述加热空间贯通的预留窗口，用于对所述试验件进行加热；/n压紧工装，用于将所述试验件固定设在所述高温装置内部。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型高周疲劳试验装置，用于对试验件进行疲劳极限测试，其特征在于，包括：
振动装置，用于提供水平方向激励；
位移放大装置，所述位移放大装置与所述振动装置刚性连接，用于接受来自所述振动装置的激振，并产生共振；
连接装置，所述连接装置连接于所述位移放大装置的自由端与所述试验件之间，用于将所述位移放大装置上的位移动力传递至所述试验件上，从而对所述试验件施加循环载荷；
高温装置，所述高温装置与地面刚性连接，并且内部设有加热空间，以及与所述加热空间贯通的预留窗口，用于对所述试验件进行加热；
压紧工装，用于将所述试验件固定设在所述高温装置内部。


2.根据权利要求1所述的一种新型高周疲劳试验装置，其特征在于：所述位移放大装置的自由端在所述振动装置的作用下产生10至50毫米的位移行程；并且所述位移放大装置的往复运动频率为200至800赫兹。


3.根据权利要求2所述的一种新型高周疲劳试验装置，其特征在于：所述连接装置包括钢丝绳和高温合...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷青娟，钱军良，高星伟，王同乐，张辉，郭泰安，陈凤莲，郭紫龙，
申请(专利权)人：陕西陕航环境试验有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61