[发明专利]用于研究加工表面完整性影响零件拉压疲劳性能的测试件

说明书

本发明涉及一种用于研究加工表面完整性影响零件拉压疲劳性能的测试件。该测试件包括依次连接的第一装夹段、第一过渡段、测试目标段、第二过渡段和第二装夹段；测试目标段构造为直棱柱，测试目标段的所有侧面由相同加工方式和相同工艺参数条件进行加工，避免了其他辅助加工方法对测试目标段加工表面完整性指标和疲劳性能测试结果的干扰。并且，测试目标段的侧棱的数量大于等于12且小于60，并且每相邻两个侧面的夹角均大于等于150°，可避免出现传统倒棱矩形横截面试件因横截面中相邻两个侧面夹角过小而形成的尖角应力集中所导致的对试件疲劳性能测试结果的影响。因此，上述测试件可以提高拉压疲劳性能测试实验结果的可靠性和准确性。

技术领域

本发明涉及一种用于研究加工表面完整性影响零件拉压疲劳性能的测试件。

背景技术

关键承力结构件的疲劳性能对于产品整体的使用可靠性、安全性至关重要，尤其是用于航空、航天领域的关键承力结构件。材料自身疲劳性能对零件的疲劳性能有直接影响，同时，不同加工方式及其形成的加工表面完整性指标对零件的疲劳性能也有很大的影响。为了提高产品中关键承力结构件的疲劳性能，需要对材料本身的疲劳性能和加工表面完整性对零件疲劳性能的影响规律进行研究。

针对材料本身疲劳性能的测试件的横截面形状主要有两种：圆形横截面和倒棱矩形横截面。其中，圆形横截面试件主要采用车削或外圆磨削进行加工，倒棱矩形横截面试件主要采用铣削或平面磨削进行加工。圆形横截面试件主要用于测试材料本身的拉压、扭转和剪切疲劳性能，倒棱矩形横截面试件主要用于测试材料本身的弯曲疲劳性能。

但是，目前针对加工表面完整性影响零件疲劳性能的测试件设计、制造还没有相应的国家标准或行业标准，一般情况下，都是仿照材料疲劳性能测试件进行设计、制造。在这种情况下，研究车削加工方式形成的加工表面完整性对零件疲劳性能的影响规律和机理时，可以采用圆形横截面疲劳试件，此时，测试目标段的外圆面都是在同一种加工方式和工艺参数条件下形成的，不存在其他干扰因素；但是，采用倒棱矩形横截面试件研究铣削和磨削加工方式形成的表面完整性对零件疲劳性能的影响规律和机理时，倒棱的棱边与矩形横截面棱边的夹角都为135°，存在一定的尖角应力集中现象，同时，试件目标段存在两种加工方式，倒棱面的加工方式及其形成的表面完整性指标会对试件的疲劳性能形成较大的影响，严重干扰拟定加工方式及其形成的表面完整性对试件疲劳性能的影响规律。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种用于研究加工表面完整性影响零件拉压疲劳性能的测试件，该测试件能够有效避免引入非研究目标加工方式和试件尖角应力集中对试件疲劳性能测试结果的干扰。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种用于研究加工表面完整性影响零件拉压疲劳性能的测试件，测试件包括依次连接的第一装夹段、第一过渡段、测试目标段、第二过渡段和第二装夹段；测试目标段构造为直棱柱，测试目标段的所有侧面由相同加工方式和相同工艺参数条件进行加工，测试目标段的侧棱的数量大于等于12且小于60，并且每相邻两个侧面的夹角均大于等于150°。

根据本发明，加工方式为铣削或磨削。

根据本发明，测试目标段的所有侧面的垂直于侧棱的宽度均相等。

根据本发明，测试目标段的横截面为正多边形，测试目标段的所有侧面与一假想内切圆柱相切，相邻两个侧面的夹角大于等于150°且小于174°；或者测试目标段的横截面为轴对称多边形，测试目标段的所有侧面与一假想内切椭圆柱相切，所有相邻两个侧面的夹角中的最小夹角大于等于150°且小于174°。

根据本发明，测试目标段的横截面为正三十六边形。