一种高频疲劳试验机的疲劳试验夹具制造技术

本发明专利技术提供了一种高频疲劳试验机的疲劳试验夹具，包括上夹具座、上夹块、下夹具座和下夹块；所述上夹块安装在所述上夹具座的中部，所述上夹具座的外部位于两侧对称位置均设置有起吊孔，所述起吊孔的上方设置有供油口；所述下夹块安装在所述下夹具座的中部，所述下夹具座的外部位于两侧对称位置均设置有起吊孔，所述起吊孔的下方设置有供油口；所述上夹块的端部与第一待测试样和第二待测试样的一端夹持部相夹紧，所述第一待测试样和所述第二待测试样的另一端夹持部与所述下夹块相夹紧；所述上夹具座的上方通过引伸主轴连接有立直传感器。本发明专利技术提供的疲劳试验夹具节约了时间，提高了效率，降低了经费，可以对两组不同材料的实验同时进行疲劳实验。

A Fatigue Test Fixture for High Frequency Fatigue Testing Machine

【技术实现步骤摘要】
一种高频疲劳试验机的疲劳试验夹具
本专利技术涉及材料疲劳性能
，具体涉及一种高频疲劳试验机的疲劳试验夹具。
技术介绍
现代工程中很多零件和构件都是在循环载荷下工作的，如曲轴、连杆、叶片、铁路桥梁、车轮、核反应堆及发电设备等，其失效形式主要是疲劳断裂。为便于分析研究，按破坏循环次数的高低将疲劳分为两类，低周疲劳和高周疲劳。作用于零件、构件的应力水平较高，破坏循环次数一般低于104～105的疲劳称为低周疲劳；相反，作用于零件、构件的应力水平较低，破坏循环次数一般高于104～105的疲劳即高周疲劳。高周疲劳断裂通常是突然发生，而且无论脆性或者韧性材料，都不会发生明显的宏观塑性变形，因此往往导致灾难性的后果。值得注意的是，现在很多工程构件与动力机械在服役过程中已不再是低周疲劳，而更多的是高周疲劳，甚至是超高周疲劳。已有许多研究成果显示，材料在107周次以上的超高周疲劳阶段仍然可能发生疲劳断裂。这些年来，国内外研究学者也逐渐加大和深化对高周疲劳的研究。疲劳破坏是当下机械零件破坏的主要形，疲劳试验是必不可少的机械零件试验手段，随着科技的发展，多种多样的疲劳试验机涌入科研领域，其中高频疲劳试验机也越来越受试验者的青睐，疲劳试验的样件主要分为板样和棒材。疲劳试验机，是一种主要用于测定金属及其合金材料在室温状态下的拉伸、压缩或拉、压交变负荷的疲劳性能试验的机器。疲劳试验机用于进行测定金属、合金材料及其构件在室温状态下的拉伸、压缩或拉压交变负荷的疲劳特性、疲劳寿命、预制裂纹及裂纹扩展试验。疲劳试验是指通过金属材料实验测定金属材料的，绘制材料的S-N曲线，进而观察疲劳破坏现象和断口特征，进而学会对称循环下测定金属材料疲劳极限的方法。通常疲劳实验机具有楔形夹具、平推夹具和筒时夹具；缺点是高频疲劳试验机工作的时候速度较快，而夹具的抱紧力不够，容易出现滑移的现象，导致事故的发生。对于大载荷疲劳试验，存在夹具破坏的风险，不能应用于大载荷疲劳试验夹具结构复杂，体积大，当进行疲劳实验中的小裂纹扩展实验时，由于捕捉小裂纹时循环周次的不确定性，当附加载荷比较小时，需要很长时间对待测实验进行拉伸和压缩，现有的疲劳试验机夹具不能满足两个试样同时进行实验操作，大大延迟了实验所需的时间，降低了实验效率，增加了实验成本，费时费力，不具备对不同材料进行对比操作。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高频疲劳试验机的疲劳试验夹具，包括上夹具座、上夹块、下夹具座和下夹块；所述上夹块安装在所述上夹具座的中部，所述上夹具座的外部位于两侧对称位置均设置有起吊孔，所述起吊孔的上方设置有供油口；所述下夹块安装在所述下夹具座的中部，所述下夹具座的外部位于两侧对称位置均设置有起吊孔，所述起吊孔的下方设置有供油口；所述上夹块的端部与第一待测试样和第二待测试样的一端夹持部相夹紧，所述第一待测试样和所述第二待测试样的另一端夹持部与所述下夹块相夹紧。其中，所述上夹具座的上方通过引伸主轴连接有立直传感器。其中，所述下夹块两侧对称安装有连通口，所述连通口的外侧连接有循环冷却水管，所述连通口的下方靠近一侧位置安装有固定座，所述固定座通过复位弹簧与所述下夹具座上的限位环相连接；所述上夹具座与所述下夹具座的端部均安装有夹具盖，所述上夹具座和所述下夹具座分别与所述夹具盖通过定位孔相连接。其中，所述下夹块的底端位于安装座的中部凹槽内，所述安装座的下方连接有夹块连接座，所述夹块连接座的外部环绕有凸台，所述夹块连接座的内侧中部与连接轴的上部通过转接头相连接，所述连接轴的下部通过螺纹配合连接有作动器，所述作动器与所述夹块连接座之间设置有连接环。其中，所述第一待测试样与所述第二待测试样单边呈缺口状。其中，所述第一待测试样与所述第二待测试样为相同材质。其中，所述第一待测试样与所述第二待测试样为不同材质。其中，所述供油口通过油管与油泵相连接。其中，所述上夹块和所述下夹块呈楔形结构。其中，所述上夹块和所述下夹块与所述第一待测试样和所述第二待测试样接触面均设置为锯齿状防滑平面。本专利技术的工作原理：本专利技术提供的高频疲劳试验机的疲劳试验夹具，工作时，首先将上夹块和下夹块配合安装在上夹具装置和下夹具装置中部，使夹块上的固定座通过复位弹簧与下夹具座上的限位环相连接，根据研究需要，确定做同种材质的疲劳实验或是不同材质的对比性实验，将试件置于上夹具座和下夹具座的夹块之间，启动试验机机体的上驱动装置，此时在油泵的作用下通过控制供油口的输入，使得上夹具座的上升带动上夹块相向运动，实现对试件上端的夹紧；其次，启动试验机的下驱动装置，夹块连接座内部的转接头通过连接轴与作动器8相连接，凸台与下夹具座相互配合，使得下夹具座在液压油泵的动力作用下能够往返运动，通过供油口向油泵的进油，使得下夹具座的下降，将带有锯齿状防滑平面的下夹块相对运动，实现对试件下端夹持部的夹紧；最后，作动器的上下运动进而带动待测试样和下夹具座在设定的循环周次、振动载荷和频率下做拉伸压缩往返运动实验，若实验完成需松开试件时，则反向旋转疲劳试验机上的驱动按钮，使上夹块和下夹块相对于夹紧动作反向运动即可。作动器与夹块连接座之间设置有连接环，使得作动器、夹块连接座和下夹具座呈一体式结构，试样在试验过程中一直保持夹紧状态，满足试样、夹块、夹具座三者之间的刚性连接要求，避免待测试样装夹后承受扭矩，影响疲劳测试结果，能够对同一种材料同时进行两组实验，大大节约了实验时间，提高实验效率，降低了实验经费，也可以对两组不同材料的实验同时进行疲劳实验，通过对比，分析材料不同的断裂韧性和使用寿命。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的高频疲劳试验机的疲劳试验夹具，上夹具座的上方通过引伸主轴连接有立直传感器，上夹块的端部与第一待测试样与第二待测试样的一端夹持部相夹紧，第一待测试样与第二待测试样的另一端夹持部与下夹块相夹紧，固定座通过复位弹簧与下夹具座上的限位环相连接，上夹具座下夹具座的端部均安装有夹具盖，结构简单、使用方便，夹具与疲劳试验机配合试用，可以对试样进行高频的疲劳试验研究，试样在试验过程中一直保持夹紧状态，满足试样、夹块、夹具座三者之间的刚性连接要求，避免待测试样装夹后承受扭矩，影响疲劳测试结果，有效地解决在操作时待测试样容易掉落并且不能够进行对中定位的问题，适用于不同结构和尺寸的型材夹持，提高了在疲劳试验过程中试样夹持的稳定性，保证了疲劳试验结果的准确性，能够对同一种材料同时进行两组实验，大大节约了实验时间，提高实验效率，降低了实验经费，也可以对两组不同材料的实验同时进行疲劳实验，通过对比，分析材料不同的断裂韧性和使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对应本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的疲劳试验夹具的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的疲劳试验夹具中下夹具座的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的疲劳试验夹具中下夹具座的剖视图；图4为本专利技术实施例提供的疲劳试验夹具中下夹块组合结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的疲劳试验夹具中下夹具座工作结构示意图；图6为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高频疲劳试验机的疲劳试验夹具，其特征在于：包括上夹具座（1）、上夹块（19）、下夹具座（9）和下夹块（10）；所述上夹块（19）安装在所述上夹具座（1）的中部，所述上夹具座（1）的外部位于两侧对称位置均设置有起吊孔（4），所述起吊孔（4）的上方设置有供油口（3）；所述下夹块（10）安装在所述下夹具座（9）的中部，所述下夹具座（9）的外部位于两侧对称位置均设置有起吊孔（4），所述起吊孔（4）的下方设置有供油口（3）；所述上夹块（19）的端部与第一待测试样（5）和第二待测试样（11）的一端夹持部相夹紧，所述第一待测试样（5）和所述第二待测试样（11）的另一端夹持部与所述下夹块（10）相夹紧。

【技术特征摘要】
1.一种高频疲劳试验机的疲劳试验夹具，其特征在于：包括上夹具座（1）、上夹块（19）、下夹具座（9）和下夹块（10）；所述上夹块（19）安装在所述上夹具座（1）的中部，所述上夹具座（1）的外部位于两侧对称位置均设置有起吊孔（4），所述起吊孔（4）的上方设置有供油口（3）；所述下夹块（10）安装在所述下夹具座（9）的中部，所述下夹具座（9）的外部位于两侧对称位置均设置有起吊孔（4），所述起吊孔（4）的下方设置有供油口（3）；所述上夹块（19）的端部与第一待测试样（5）和第二待测试样（11）的一端夹持部相夹紧，所述第一待测试样（5）和所述第二待测试样（11）的另一端夹持部与所述下夹块（10）相夹紧。2.根据权利要求1所述的高频疲劳试验机的疲劳试验夹具，其特征在于：所述上夹具座（1）的上方通过引伸主轴（21）连接有立直传感器（2）。3.根据权利要求1所述的高频疲劳试验机的疲劳试验夹具，其特征在于：所述下夹块（10）两侧对称安装有连通口（6），所述连通口（6）的外侧连接有循环冷却水管（12），所述连通口（6）的下方靠近一侧位置安装有固定座（14），所述固定座（14）通过复位弹簧（13）与所述下夹具座（9）上的限位环（20）相连接；所述上夹具座（1）与所述下夹具座（9）的端部均安装有夹具盖（23），所述上夹具座（1）和所述下夹具座（9）分别与所述夹具盖（23）通过定位孔（22）相连接。4.根据权利要求1所述的高频疲劳试验机的疲劳试验夹具，其特征在于：所述下夹块...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志农，方明亮，黄永跃，张天昊，王冉，王达昌，朱亚静，闻庆松，陈玉成，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36