[发明专利]一种材料剪切疲劳性能测试方法

说明书

一种材料剪切疲劳性能测试方法，使用专门的剪切疲劳装置，剪切疲劳装置所用材料的硬度不低于500HV；首先装配剪切疲劳装置和样品，使得上活动剪切刃(6)、下活动剪切刃A(7)和下活动剪切刃B(8)均与样品紧密贴合；保证样品与剪切疲劳装置构成一体化结构，使得受到交变剪切力作用的截面保持不变；最后将装好样品的剪切疲劳装置固定在疲劳试验机上，设定载荷与频率，进行剪切疲劳实验，可以得出材料在指定应力下的剪切疲劳寿命。本发明突破现有材料剪切疲劳性能测试方法的瓶颈，装置简单，易操作，成本低，适用范围广，技术效果优良；在此基础上还可以拓展得到更多的延伸应用。本发明具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

技术领域

本发明涉及材料剪切疲劳性能测试的技术方案设计和应用技术领域，特别提供了一种材料剪切疲劳性能测试方法。

背景技术

现有技术中，在材料科学尤其是金属构架的工程应用领域，“剪切疲劳”是指构件受到交变的剪切力的作用而产生的疲劳损坏。在实际工况中，螺栓、焊点、齿轮、铆钉和链接键等很多构件都会受到交变的剪切力的作用，测定这些构件的剪切疲劳性能，能对工程实际给出实验依据。

现有技术的测试实践中，针对材料的剪切疲劳性能测试方法非常有限，且相关方法的适用对象通常都较为单一，不具有普适性；而且对于一般材料的剪切疲劳性能测定还没有行之有效的方法。对于通常的轴向拉伸和轴向压缩疲劳，样品两端会设置螺纹或者试验机可以直接夹持样品，使得样品和试验机构成一个整体结构，这样便于在施加交变载荷时，避免出现常见的空行程阶段从而避免实验的误差。

但是上述说法基本只限于理论存在；因为对于材料的剪切疲劳测定而言，样品很难与试验机构成一个整体。关键问题就是在样品与试验机或实验装置之间存在间隙，这必然使得在交变载荷的作用下，不断会有空行程的出现，造成交变载荷的施加与实际值不符，这也是材料剪切疲劳性能测试的一个瓶颈。由于样品与试验机或试验装置之间有间隙，在交变载荷的加载过程中，受到剪切力作用的截面也会实时变化，进而只能得出偏差很大的疲劳寿命。现有技术中，名为“一种螺栓剪切疲劳试验夹具装置”，公开号为CN202582991U的中国专利申请文件披露了一种可用装置，其中：由于样品本身就是螺栓，可以固定于螺纹孔内，使得被检测样品与试验装置形成一体化结构，这有效地避免了间隙的存在。但是这种装置存在很大局限性，其只适用于螺栓结构的样品，而且，由于螺栓表面存在螺纹结构，必然引入了缺口，导致受力时会形成应力集中，造成样品的早期断裂，因此这种螺纹的样品无法推广到其他更具一般性的工况。

实际工程中，需要一种简单而且行之有效的方法来测定材料的剪切疲劳性能，但是目前还没有可行的方法，因此，人们迫切希望获得一种技术效果优良的适用于材料剪切疲劳性能的测试方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果优良且适用于材料剪切疲劳性能的测试方法。以便能很好地解决现有技术的缺陷，能实现真实地测定材料的剪切疲劳性能。

本发明一种材料剪切疲劳性能测试方法，其特征在于：使用专门的剪切疲劳装置用于材料剪切疲劳性能测试；剪切疲劳装置所用材料的硬度要求不低于500HV；也就是在交变的剪切载荷加载的过程中，剪切装置是刚性的，没有宏观弹性变形；

剪切疲劳装置的整体结构如下：其中间部分是大圆柱体结构，两端为小圆柱A10和小圆柱B11，小圆柱A10和小圆柱B11是疲劳装置的试验机夹持端；共同构成同轴的整体结构；其中：整体结构的剪切疲劳装置又分为两部分：上剪切偶1、下剪切偶2；上剪切偶1、下剪切偶2二者为中心对称结构且以中心对称的形式结合成一个整体布置在一起；二者之间的结合面为平行于大圆柱轴向的截面；样品槽9布置在大圆柱沿高度方向的中心位置处其同时还垂直于大圆柱的轴向且是一个贯穿大圆柱直径的通槽结构；