一种疲劳试验试样制造技术

本实用新型专利技术公开了一种疲劳试验试样，属于机械设计技术领域。该试样中间负载部分的旋转中心呈相向弯曲的弧形，弧形的曲率半径与弧形最小间距之间的比值的取值范围最小为5，即弧形的曲率半径与弧形最小间距之间的比值的取值范围较大，因此，会在弧形最小间距处出现应力集中，由于作用在该疲劳试验试样上的总应力不变，因此，分散到中间负载部分其余部分的应力总和减小，与标准直杆型疲劳试验试样以及曲径比较小的试样相比，本实用新型专利技术提供的疲劳试验试样出现发热的概率更小。同时，由于弧形的曲率半径与弧形最小间距之间的比值的取值范围最大为5.5，能够避免产生加工难度过大的问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种疲劳试验试样，属于机械设计
。该试样中间负载部分的旋转中心呈相向弯曲的弧形，弧形的曲率半径与弧形最小间距之间的比值的取值范围最小为5，即弧形的曲率半径与弧形最小间距之间的比值的取值范围较大，因此，会在弧形最小间距处出现应力集中，由于作用在该疲劳试验试样上的总应力不变，因此，分散到中间负载部分其余部分的应力总和减小，与标准直杆型疲劳试验试样以及曲径比较小的试样相比，本技术提供的疲劳试验试样出现发热的概率更小。同时，由于弧形的曲率半径与弧形最小间距之间的比值的取值范围最大为5.5，能够避免产生加工难度过大的问题。【专利说明】一种疲劳试验试样
本技术涉及机械设计
，特别是涉及一种疲劳试验试样。
技术介绍
疲劳破坏时机械部件早期失效的主要形式，据统计，约有80%以上零部件失效是由疲劳引起的，其中大多数是突然断裂，造成的损失往往比较严重。因此，研究金属材料的疲劳强度和推广疲劳设计，对提高金属机械产品的使用可靠性和使用寿命有着十分重要的意义。而疲劳强度设计是建立在试验基础上的学科，从成本以及实验可操作性方面考虑，一般多用结构简单、造价低廉的标准试样进行疲劳试验，以提供疲劳性能数据和疲劳设计数据。因此疲劳试验在疲劳研究和疲劳设计中占有举足轻重的地位。另外，随着社会上对汽车板产品的需求量日益增大以及出于对安全方面的考虑，相关金属材料的板状试样的疲劳实验也越来越受到重视，试验量也越来越大。近年来随着所开发的新钢种的强度不断提高，一些高强度的金属材料在疲劳试验过程中都会出现发热，甚至过热发蓝试样发软现象，使得试验结果出现较大误差，严重影响了试验效果，。而发热会导致的试验数据分散和试验效率低下，甚至直接导致试验被迫终止。 材料的疲劳极限一般是通过升降法来进行测试的，而升降法的准确性源于同组材料的每个试样的试验一致性。如果在试验中，有部分试样出现发热，甚至过热现象，那么试验的准确度将大大降低。如果载荷较高时，发热现象过于严重，则直接导致试验失败。根据能量守恒的关系，在疲劳试验中应?两足下式: ffWork+ffHeat+ffLoss = Wp(I)其中，Wp为试验机输出总能量，Wffork为带动试样工作的能量，Wkjss为试验中正常耗散的能量，而Wlteat为试样非正常发热的能量。在试验中，Wloss 一般变化不大，如果Wlteat过大，在Wp总量一定的情况下，则必然使得WWOTk降低，具体表现就是即便工作电流已达到上限，荷载依然不能达到设定值。从另外一个角度考虑，对于很多在低频载荷使用条件下的材料，其在实际工况中，Wlteat趋近于零。而试样在高频疲劳试验中出现的发热现象，是偏离实际情况的，由此试验推断的材料疲劳极限也必然是不准确的。所以，避免试样在高频疲劳试验中出现过热现象，对于其试验的准确性至关重要。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种能够由易发热材料制成的抗发热性能好的疲劳试验试样。 本技术提供的疲劳试验试样包括中间负载部分、两过渡部分和两端部夹持部分，所述两过渡部分分别固定连接于所述中间负载部分的两侧，所述两端部夹持部分分别固定连接于所述两过渡部分的外侧，所述疲劳试验试样呈对称结构，所述两端部夹持部分的外侧加工有螺纹；所述中间负载部分的旋转中心呈相向弯曲的弧形，所述弧形的曲率半径与所述弧形最小间距之间的比值的取值范围为5?5.5。 作为优选，所述试样总长度与其中一端部夹持部分长度的比值的取值范围为3.5 ?5.5ο 作为优选，所述两端部夹持部分的周向外表面之间的平行度< 0.02，所述两端部夹持部分的径向外表面之间的垂直度< 0.04。 作为优选，所述过渡部分采用圆角。 作为优选，所述两过渡部分和两端部夹持部分的粗糙度< 0.8，所述中间负载部分的粗糙度< 0.4。 所述中间负载部分、两过渡部分和两端部夹持部分一体成型。 本技术提供的疲劳试验试样中间负载部分的旋转中心呈相向弯曲的弧形，弧形的曲率半径与弧形最小间距之间的比值的取值范围最小为5，即弧形的曲率半径与弧形最小间距之间的比值的取值范围较大，因此，会在弧形最小间距处出现应力集中，由于作用在该疲劳试验试样上的总应力不变，因此，分散到中间负载部分其余部分的应力总和减小，与标准直杆型疲劳试验试样以及曲径比较小的试样相比，本技术提供的疲劳试验试样出现发热的概率更小。同时，由于弧形的曲率半径与弧形最小间距之间的比值的取值范围最大为5.5，能够避免产生加工难度过大的问题。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术实施例提供的疲劳试验试样的结构示意图。 【具体实施方式】 为了深入了解本技术，下面结合附图及具体实施例对本技术进行详细说明。 参见附图1，本技术提供的疲劳试验试样包括中间负载部分1、两过渡部分2和两端部夹持部分3，两过渡部分2分别固定连接于中间负载部分I的两侧，两端部夹持部分3分别固定连接于两过渡部分2的外侧，疲劳试验试样呈对称结构，两端部夹持部分3的外侧加工有螺纹，本实施例中，该螺纹为Ml ;中间负载部分I的旋转中心呈相向弯曲的弧形，弧形的曲率半径Rl与弧形最小间距d之间的比值的取值范围为5?5.5。 本技术提供的疲劳试验试样中间负载部分的旋转中心呈相向弯曲的弧形，弧形的曲率半径Rl与弧形最小间距d之间的比值的取值范围最小为5，即弧形的曲率半径Rl与弧形最小间距d之间的比值Rl/d的取值范围较大，因此,会在弧形最小间距处出现应力集中，由于作用在该疲劳试验试样上的总应力不变，因此，分散到中间负载部分I其余部分的应力总和减小，与标准直杆型疲劳试验试样以及曲径比Rl/d较小的试样相比，本技术提供的疲劳试验试样出现发热的概率更小。同时，由于弧形的曲率半径Rl与弧形最小间距d之间的比值的取值范围最大为5.5，能够避免产生加工难度过大的问题。 应用时，通过该两端部夹持部分3将该试样装载至夹具内，将其安装至试验机，旋紧两端夹持部分3外侧加工的螺纹，即可开始试验。 其中，试样总长度L与其中一端部夹持部分长度LI的比值L/L1的取值范围为 3.5?5.5。在此L/L1的取值范围内，LI比通常应用的疲劳试验试样略长，这样能够保证两端部夹持部分3惯性力更大，有利于该疲劳试验试样加载；同时，L/L1也不宜过大，过大则不利于该疲劳试验试样的加载，同时，当端部夹持部分过长时，该部分占用的能量较多，若使该疲劳试验试样达到同样的wWOTk，就需要更大的WP，导致试验机总体耗能较高。 其中，两端部夹持部分3的周向外表面之间的平行度< 0.02，两端部夹持部分3的径向外表面之间的垂直度< 0.04。在该疲劳试验试样应用于试验机时，由于两端部夹持部分3的周向外表面之间的平行度< 0.02，两端部夹持部分3的径向外表面之间的垂直度(0.04，也就是说，其加工精度较高，两端夹持部分3与试验机的安装贴合度更高，能够避免该疲劳试验试样与试验机的安装部位产生的疲劳失效，从而得到的该疲劳试验试样的疲劳曲线更准确。 其中，过渡部分2采用圆角，能够使两端部夹持部分3与中间负载部分I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种疲劳试验试样，包括中间负载部分、两过渡部分和两端部夹持部分，所述两过渡部分分别固定连接于所述中间负载部分的两侧，所述两端部夹持部分分别固定连接于所述两过渡部分的外侧，所述疲劳试验试样呈对称结构，所述两端部夹持部分的外侧加工有螺纹；其特征在于，所述中间负载部分的旋转中心呈相向弯曲的弧形，所述弧形的曲率半径与所述弧形最小间距之间的比值的取值范围为5～5.5。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛欢，葛锐，马玉喜，李荣锋，吴立新，陈士华，彭文杰，邝兰翔，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42