[发明专利]可调节弯曲疲劳模式的材料力学性能测试仪与测试方法

权利要求书

1.一种可调节弯曲疲劳模式的材料力学性能测试仪，其特征在于：包括弯曲疲劳加载单元、夹持单元、伴随运动单元及精密检测单元，在传动链上采用曲柄摇杆传动机构来实现悬臂弯曲疲劳加载；曲柄（30）的长度可调，实现不同应力幅的疲劳试验；摇杆（6）相对于夹持单元实现-45°～+45°角度调节，即实现不同平均应力的疲劳试验；所述弯曲疲劳加载单元通过精密检测单元的扭矩传感器（10）与夹持单元连接，夹持单元通过右侧夹具转轴（15）与伴随运动单元连接，精密检测单元与左侧夹具转轴（22）过盈连接；弯曲疲劳加载单元通过蜗轮蜗杆传动副以及曲柄摇杆传动机构将直流电机的单方向转动，变换为夹持单元的往复回转运动，弯曲试样（19）随着夹持单元的往复回转而被反复弯曲，而伴随运动单元在弯曲试样（19）的拖动下，做出伴随的旋转以及平移。

2.根据权利要求1所述的可调节弯曲疲劳模式的材料力学性能测试仪，其特征在于：所述的弯曲疲劳加载单元是：直流电机（20）作为动力源，直流电机（20）通过电机法兰（26）固定在中板（29）上，所述中板（29）的上面通过立柱Ⅲ（25）与上板（18）固定连接，下面通过立柱Ⅰ（1）与下板（2）固定连接；电机轴与蜗杆（27）通过紧固螺钉固连，蜗轮（28）与蜗杆（27）构成蜗轮蜗杆传动副；蜗轮（28）通过平键与曲柄销轴（5）连接，并通过紧固螺钉锁紧。

3.根据权利要求1所述的可调节弯曲疲劳模式的材料力学性能测试仪，其特征在于：所述的曲柄摇杆传动机构是：曲柄销轴（5）的中间部分装有深沟球轴承，轴承内圈的轴向定位一边与曲柄销轴（5）的轴肩相接触，另一边与轴用弹性挡圈相接触；轴承的外圈装在中板（29）的轴承座孔里，轴承外圈的轴向一边与轴承座孔的台肩相接触，另一边与轴承端盖接触，通过螺钉压紧；曲柄销轴（5）的另一端设有垂直于曲柄销轴（5）轴线的螺纹孔，曲柄销轴（5）与曲柄（30）通过螺纹连接；曲柄（30）与曲柄销套（4）通过螺纹连接，曲柄销套（4）另一端的盲孔与摇杆滑套（3）的销间隙配合，在盲孔内装有铜套；摇杆滑套（3）的另一端套在摇杆（6）上，摇杆滑套（3）相对于摇杆（6）轴向自由滑动。

4.根据权利要求3所述的可调节弯曲疲劳模式的材料力学性能测试仪，其特征在于：所述的曲柄（30）外圆柱面加工有不同旋向的螺纹，分别与曲柄销套（4）和曲柄销轴（5）螺纹连接，当旋动曲柄（30）时，曲柄销套（4）与曲柄销轴（5）的距离将增加或减少，从而实现了曲柄（30）长度的调节，最终实现不同应力幅的疲劳试验；为便于旋动曲柄（30），将曲柄（30）的两端设为外六角的形状。

5.根据权利要求1所述的可调节弯曲疲劳模式的材料力学性能测试仪，其特征在于：所述的夹持单元是：摇杆（6）与夹紧套（9）通过螺栓紧固连接，同时夹紧套（9）自身会发生形变夹紧传感器连接轴（8），实现夹紧套（9）与传感器连接轴（8）的连接；传感器连接轴（8）的末端装有深沟球轴承，以支撑传感器连接轴（8）自由转动，传感器连接轴（8）的另一端面沿轴向方向开有方孔，该方孔与扭矩传感器（10）的方轴配合，以传递扭矩；扭矩传感器（10）的一端通过方轴与传感器连接轴（8）相连，另一端通过自身的法兰与左侧夹具转轴（22）的法兰相连，左侧夹具转轴（22）的上端与传感器连接轴（8）均装有轴承以保证自由转动；左侧夹具转轴（22）上设有平面用于弯曲试样（19）的夹持，压盖（16）通过螺钉将弯曲试样（19）压紧在左侧夹具转轴（22）上。

6.根据权利要求5所述的可调节弯曲疲劳模式的材料力学性能测试仪，其特征在于：所述的夹紧套（9）起连接作用，将摇杆（6）与传感器连接轴（8）连在一起，另一方面它相对于传感器连接轴（8）有不同的相对角度位置，这样就能实现不同平均应力的疲劳试验；所述传感器连接轴（8）上面分布有均匀的刻度线，夹紧套（9）上面有指示箭头，能够对两者之间的角度做出定量调节。