[发明专利]一种简易试件疲劳试验机

说明书

技术领域

本发明涉及材料疲劳试验装置的技术领域，尤其涉及试验机的技术领域。

背景技术

材料的疲劳寿命是对结构进行强度及寿命计算的基本依据之一，一般对试件进行破坏性试验以获得材料的疲劳寿命数据。为得到材料的等寿命曲线，需要对试件进行几十次疲劳试验，而考虑到材料对温度的敏感性，一般不宜将疲劳载荷循环频率设定得很高，因此进行一次试验往往需要数周，甚至数年的时间。因此疲劳试验成本不但与试件相关成本有关，而且与试验机的折旧费用紧密关联，而传统的液压伺服试验机成本达到数十万人民币甚至上百万元人民币，使得材料疲劳试验的综合成本居高不下。

发明内容

本发明目的是提供一种结构简单，成本低，且易于测量的简易试件疲劳试验机。

一种简易试件疲劳试验机，包括L形框架，所述L形框架包括立柱、底座，立柱上连接与底座平行的杠杆梁，底座上布置下端滑轨，下端滑轨上布置下端滑块，下端滑块的上方布置高度调节机构，高度连接机构的上方布置下端夹具；杠杆梁的下端面布置上端滑轨，上端滑轨上布置上端滑块，上端滑块的下端布置上端夹具，上端夹具与上端滑块之间布置测力传感器；上端夹具与下端夹具之间布置试件；底座上远离立柱的一侧布置相互连接的往复运动机构、电动机，杠杆梁上远离立柱的一端布置螺杆，螺杆与往复运动机构之间布置弹簧组，立柱上设置与电动机相连的高频驱动器。

本发明的杠杆梁与立柱之间通过铰链轴承连接。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：本发明提供的一种简易疲劳试验机，结构简单，可靠性高，且成本非常低廉，非常适合用于长时间无人维护的材料疲劳试验。试验机的疲劳载荷的配置调整也非常直接，可以方便地通过夹具位置和预加载螺杆改变应力比R和载荷的振幅，在得到试件材料的弹性模量和尺寸后就可以直接校准试验机。一台传统的伺服液压试验机的成本高达数十万元，而本发明所述的试验机的综合成本不到2万元，可大大降低材料疲劳试验机的折旧成本，基于本发明提供的低成本试验机，可采用多机同步试验的工作模式，进而能够大大减少总试验时间。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图中：1、L形框架，2、下端夹具，3、高度调节机构，4、下端滑块，5、下端滑轨，6、试件，7、弹簧组，8、往复运动机构，9、电动机，10、变频驱动器，11、铰链轴承，12、杠杆梁，13、上端滑块，14、上端滑轨，15、测力传感器，16、上端夹具，17、螺杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

如图1所示，一种简易试件疲劳试验机，其特征在于包括L形框架1，所述L形框架1包括立柱、底座，立柱上连接与底座平行的杠杆梁12，底座上布置下端滑轨5，下端滑轨5上布置下端滑块4，下端滑块4的上方布置高度调节机构3，高度连接机构3的上方布置下端夹具2；杠杆梁12的下端面布置上端滑轨14，上端滑轨14上布置上端滑块13，上端滑块13的下端布置上端夹具16，上端夹具16与上端滑块13之间布置测力传感器15；上端夹具16与下端夹具2之间布置试件6；底座上远离立柱的一侧布置相互连接的往复运动机构8、电动机9，杠杆梁12上远离立柱的一端布置螺杆17，螺杆17与往复运动机构8之间布置弹簧组7，立柱上设置与电动机9相连的高频驱动器10。

如图1所示，本发明的杠杆梁12与立柱之间通过铰链轴承11连接。

本发明通过改变夹具所连滑块的位置来调整循环载荷的振幅大小。本发明改变螺杆的长度可控制循环载荷的初始加载大小，初始加载力由弹簧组产生。本发明需求的循环载荷由电动机和往复运动机构联动产生。

本发明产生循环载荷的机构由一系列可被压缩(或拉伸)的弹簧组、往复运动机构及电动机构成，这些弹簧变形产生的力通过往复运动机构作用在杠杆梁上，杠杆梁进一步将载荷传递至夹具上。

本发明的上下夹具至杠杆梁支点的水平距离可通过移动滑轨上的滑块来改变。试件上的力的大小与该距离成反比，因此前可利用夹具的位置控制循环载荷的大小。

本发明在试件安装完毕后，载荷循环中的最小载荷由处于压缩或拉伸状态的弹簧产生，它们通过两套分别有着右螺纹和左螺纹的螺纹杆和螺母控制。在应力比0<R<1(拉-拉循环)的情形下，两根螺杆应按照相互远离的方向调整，此时对弹簧产生预压缩。对于R>1(压-压循环)，螺杆则按相互靠近的方向调整，这样使得弹簧处于被拉伸状态。预加载可以直接由测力传感器测量得到。