[发明专利]一种带环形焊缝的双轴拉伸疲劳试验件

说明书

一种带环形焊缝的双轴拉伸疲劳试验件。涉及一种用于双轴拉伸疲劳的试验件。提出了一种试验区应力均匀，试验成功率高，试验结果准确的带环形焊缝的双轴拉伸疲劳试验件。本发明的技术方案为：包括焊缝试验区、四个连接臂和四个夹持区，四个所述夹持区分别通过四个连接臂与焊缝试验区固定相连；相邻所述连接臂之间通过圆弧过渡段相连接；所述焊缝试验区呈圆环状、且焊缝试验区的厚度小于连接臂的厚度，所述焊缝试验区的中心开设有中心孔，所述中心孔中焊接有帽型安装座结构件，所述焊缝试验区和帽型安装座结构件之间形成环形焊缝。本发明实现了双轴拉伸疲劳试验中所要达到的效果，使得试验成功率更高；使得试验的结果更为准确。

技术领域

本发明涉及一种用于双轴拉伸疲劳的试验件，尤其涉及一种针对带环形焊缝的特征结构件。

背景技术

在现代航空、汽车和船舶工业中,常常采用环形焊接的方式将安装座固定在构件外壳上，其焊接接头处往往是疲劳破坏的薄弱点。例如，在航空发动机的机匣外壳上焊接了多种类型安装座，其焊缝大多都是圆环状。安装座的焊接接头采用电子束焊，氩弧焊等方式焊接而成。在实际工作中，发动机机匣外壳会受到复杂载荷作用，使得机匣外壳上的安装座焊缝承受多轴载荷状态，从而导致安装座环形焊缝处，容易产生疲劳破坏。因此，研究这种带环形焊缝的安装座结构件在多轴受载状态下的疲劳寿命，就需要对环形焊缝区进行多轴疲劳性能考核试验，设计一种合适的带环形焊缝的双轴拉伸疲劳试验件显得尤为重要。

目前国内外已有的对接接头多轴疲劳研究中，大多都是针对拉扭加载方式的研究，采用空心圆管件来研究拉剪复合应力下的疲劳。其次还有些学者则是研究双轴疲劳加载下的疲劳裂纹扩展行为。以上这些研究所采用的双轴疲劳拉伸试验件并不适用于安装座结构环形焊缝的疲劳寿命研究。例如：

V.Chaves, G.Beretta, J.A.Balbín, A.Navarro在“Fatigue life and crackgrowth direction in 7075-T6 aluminium alloy specimens with a circular holeunder biaxial loading”（International Journal of Fatigue，2019,8）中介绍了通过空心圆管件测试了7056-T6铝合金的抗拉极限强度和纯扭极限强度，并且研究了在拉扭复合循环载荷作用下，7056-T6铝合金空心圆棒=管件的疲劳寿命以及疲劳裂纹扩展行为。

M. Abecassis, A. Köster, V.A. Esin, V. Chiaruttini, V. Maurel在“Crackgrowth behavior in dissimilar welded Ti based alloys under biaxial fatigueloading”（International Journal of Fatigue，2019,1）中介绍了一种十字型双轴拉伸试验件，该试验件在中心位置设置一个倾斜角为45度的斜焊缝，将Ti17和Ti6242两种材料通过斜焊缝对接方式焊接在一起。目的是研究在双轴载荷作用下异种金属的疲劳裂纹扩展行为。

综上所述，如何针对已有十字型双轴拉伸疲劳试验件进行改进，从而能够满足环形焊缝安装座结构焊缝处多轴疲劳考核成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种试验区应力均匀，试验成功率高，试验结果准确的带环形焊缝的双轴拉伸疲劳试验件。

本发明的技术方案为：包括焊缝试验区3、四个连接臂2和四个夹持区1，四个所述夹持区1分别通过四个连接臂2与焊缝试验区3固定相连；

相邻所述连接臂2之间通过圆弧过渡段5相连接；

所述焊缝试验区3呈圆环状、且焊缝试验区3的厚度小于连接臂2的厚度，所述焊缝试验区3的中心开设有中心孔，所述中心孔中焊接有帽型安装座结构件4，所述焊缝试验区3和帽型安装座结构件4之间形成环形焊缝。