[发明专利]一种超声疲劳平均应力加载装置

说明书

本发明涉及一种超声疲劳试验领域用的超声疲劳平均应力加载装置。它解决超声疲劳试验中平均应力加载的问题。其技术方案是：超声发生组件中的定位座外圆穿过支架立板最上端的通孔，定位座和支架立板用螺钉固紧；应力加载总成中的直线滑套a套在滑动导杆a中部的光滑直杆上，直线滑套b套在滑动导杆b中部的光滑直杆上；动力总成中的减速器外壳右端法兰结构和支架立板用螺钉固紧，滚珠丝杠左端插入减速器的平键输出孔，连接后可实现传动；本发明可以在实现超声疲劳试验中对试件提供±40kN轴向拉压力载荷施加，可实现20kHz频率疲劳试验，有效缩短疲劳试验时间，可高效完成10¹⁰周次疲劳测试。

技术领域

本发明涉及一种超声疲劳试验领域用的超声疲劳平均应力加载装置。

背景技术

常规疲劳试验仅能完成10⁶～10⁷周次范围内材料的疲劳性能，然而在许多工业部门(例如高速列车、汽车、飞机等)，其某些结构和零件的实际使用寿命往往需要达到10⁸～10¹⁰周次，例如一台以3000r/min运行的高速航空涡轮发动机在20年服役期内要经历10¹⁰个应力循环。超声疲劳是一种加速共振式的疲劳试验方法，它的测试频率(20kHz)远远超过了常规疲劳测试频率(小于200Hz)。超声疲劳的实质是在被加载式样上建立机械谐振波。

超声疲劳试验研究表明许多工程材料直到10¹⁰周次应力循环后仍然会发生疲劳断裂，因此10⁷周次的疲劳试验数据进行疲劳强度设计并不能满足很多工程实际需求。然而利用常规疲劳试验方法，加载频率为100Hz，完成一次10⁹周次循环的疲劳试验需要连续运动115天，显然浪费大量财力人力，并且常规疲劳试验机不可能如此长周期连续运行；如果使用超声疲劳试验技术，加载频率为20kHz，同样完成一次10⁹周次循环的疲劳试验仅需运行14个小时，可以顺利建立一条10⁹周次循环的S-N曲线。

超声疲劳试验设备是进行超声疲劳试验必不可少的核心设备，目前关于超声疲劳试验的方法和设备已经在实验室中进行了大量的前期研究，具备准确测试不同材料属性试件的能力。根跟疲劳测试相关技术要求，超声疲劳试验应该进行加载平均应力的相关研究，然而目前实验室使用的超声疲劳设备尚不具备加载平均应力的功能，严重影响相关试验的研究进程。

基于上述技术背景，本发明特提供一种超声疲劳平均应力加载装置，可以进行超声疲劳平均应力加载试验，进行更为完善的超声疲劳试验研究。

发明内容

本发明的目的是：为了解决超声疲劳试验中平均应力加载的问题，特提供一种超声疲劳平均应力加载装置。