一种构件疲劳试验方法技术

本发明专利技术涉及一种构件疲劳试验方法，疲劳试验机对构件进行多次的交变载荷加载试验，每一次交变载荷加载试验过程中，主力致动器向构件施加主致动力，辅力致动器向构件施加辅致动力，辅致动力小于主致动力，在每一次交变载荷加载试验过程中，分为构件所受载荷逐渐增加的增荷过程和构件所受载荷逐渐减小的减荷过程，在增荷过程中，仅通过辅力致动器增加载荷，主力致动器的蓄能器释放能量，补偿主力致动器的动作输出端位移；在减荷过程中，辅力致动器减小载荷，主力致动器的蓄能器储存能量。本发明专利技术提供了一种可以降低对构件疲劳试验中能耗的构件疲劳试验方法。构件疲劳试验方法。构件疲劳试验方法。

【技术实现步骤摘要】
一种构件疲劳试验方法


[0001]本专利技术涉及试验机领域的构件疲劳试验方法。

技术介绍

[0002]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、或者扭转负荷的疲劳性能试验的机器。
[0003]其基本结构包括试验机机架，试验机机架上设置有交变力致动器，使用时，需要将待试验的构件安装于试验机上，通过交变力致动器对构件输出百万次的交变应力，以实现对构件的抗疲劳试验。
[0004]根据标准规定，不同类型的构件，对其试验力有不同的要求，比如说对应桥梁斜拉索而言，需要交变力致动器能够向构件输出0.28f~0.4f的作用力，交变幅值为0.12f，f表示拉索破断强度，单位为兆帕（MPa）。也就是说交变力致动器至少要对构件输出0.28f的作用力，最大要输出0.4f的作用力，并且要求交变力致动器在每个力输出范围内的每个主力值上下做0.12f幅度变化的交变输出。
[0005]具体到疲劳试验机上，需要使用最大输出力为0.4f的交变力致动器，该交变力致动器还要在一个较小区间内频繁的改变输出力，这就好比“大牛干小活”，不仅控制起来有较大难度，而且功耗特别的高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种可以降低对构件疲劳试验中能耗的构件疲劳试验方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术中构件疲劳试验方法的技术方案如下：一种构件疲劳试验方法，疲劳试验机对构件进行多次的交变载荷加载试验，每一次交变载荷加载试验过程中，主力致动器向构件施加主致动力，辅力致动器向构件施加辅致动力，辅致动力小于主致动力，在每一次交变载荷加载试验过程中，分为构件所受载荷逐渐增加的增荷过程和构件所受载荷逐渐减小的减荷过程，在增荷过程中，仅通过辅力致动器增加载荷，主力致动器的蓄能器释放能量，补偿主力致动器的动作输出端位移；在减荷过程中，辅力致动器减小载荷，主力致动器的蓄能器储存能量，疲劳试验机包括试验机机架，试验机机架上设置有用于向待试验的构件输出试验致动力的致动力输出机构，其特征在于：致动力输出机构包括用于通过动作输出端向所述构件输出主致动力的主力致动器和用于通过动作输出端向所述构件输出辅助致动力的辅力致动器，辅力致动器向所述构件输出的作用力小于主力致动器向所述构件输出的作用力，主力致动器具有蓄能机构。
[0008]主致动力的大小为构件所需的最小试验力、最大试验力或最小+最大交变幅值的一半主力致动器为加载缸，蓄能机构包括设置于加载缸的缸体内部的蓄能弹簧或者可压缩气体。
[0009]辅力致动器向所述构件输出的作用力不大于构件疲劳试验所要求的最大交变幅
值。
[0010]致动力输出机构的传力路径上设置有测力传感器，疲劳试验机为轴向力疲劳试验机。
[0011]辅力致动器与主力致动器并联布置，辅力致动器的轴线与主力致动器的轴线重合或者并列布置。
[0012]主力致动器、辅力致动器的动作输出端通过一个合力传力板向构件输出作用力。
[0013]疲劳试验机的扭力疲劳试验机，辅力致动器与主力致动器串联布置或并联布置，致动力输出机构的传力路径上设置有扭力传感器。
[0014]辅力致动器为能够输出直线往复动作的动力机构，主力致动器的外周固定有齿轮，辅力致动器的动作输出端与齿条相连从而带动齿条直线往复动作，齿条与齿轮咬合传动。
[0015]辅力致动器为能够输出扭矩的动力机构，主力致动器的外周固定有第一链轮，辅力致动器的动作输出端连接有第二链轮，第一链轮与第二链轮之间通过链条传动连接。
[0016]本专利技术的有益效果为：本专利技术的专利技术构思在于，通过主力致动器提供疲劳试验时的主致动力，通过辅力致动器提供疲劳试验时的辅致动力即交变幅值力，交变幅值力主要由功率较小的辅力致动器提供，实现“大牛干大活，小牛干小活”从而节省能耗。
[0017]具体的，以0.28f为试验力值下限，0.4f为试验力值上限，0.12f为交变幅值为例对本专利技术的有益效果进行详细说明，f表示构件的破断强度，单位为兆帕（MPa），比如，主力致动器的初始作用力为0.28f，则在每一个致动周期的增荷过程，主力致动器不需要改变输出力，只需辅力致动器提供0~0.12f的增加的输出力值；在每一个致动周期的减荷过程，也主要是以辅力致动器来完成，对于较大功率输出的主力致动器的动作较少，因此可以有效节省能耗，降低控制难度。
附图说明
[0018]图1是本专利技术中构件疲劳试验方法的实施例1的使用状态图；图2是图1中主力致动器的结构示意图；图3是本专利技术中构件疲劳试验方法的实施例2中主力致动器的结构示意图；图4是本专利技术中构件疲劳试验方法的实施例3的使用状态图；图5是本专利技术中构件疲劳试验方法的实施例4的使用状态图；图6是本专利技术中构件疲劳试验方法的实施例5的使用状态图；图7是本专利技术中构件疲劳试验方法的实施例6的使用状态图；图8是本专利技术中主力致动器输出构件试验最小应力时，主力致动器的输出力f和时间t的关系曲线；图9是本专利技术中主力致动器输出构件试验最小应力时，辅力致动器的输出力f和时间t的关系曲线；图10是本专利技术中主力致动器输出构件试验最小应力时，主力致动器、辅力致动器的合力F与时间t的关系曲线；图11是本专利技术中主力致动器输出0.34f时，主力致动器、辅力致动器的合力F与时间t的关系曲线。
具体实施方式
[0019]本专利技术中构件疲劳试验方法的实施例1如图1~2所示：疲劳试验机对构件进行多次的交变载荷加载试验，每一次交变载荷加载试验过程中，主力致动器向构件施加主致动力，辅力致动器向构件施加辅致动力，辅致动力小于主致动力，在每一次交变载荷加载试验过程中，分为构件所受载荷逐渐增加的增荷过程和构件所受载荷逐渐减小的减荷过程，在增荷过程中，仅通过辅力致动器增加载荷，主力致动器的蓄能器释放能量，补偿主力致动器的动作输出端位移；在减荷过程中，辅力致动器减小载荷，主力致动器的蓄能器储存能量。
[0020]本专利技术中的疲劳试验机为用于对构件施加压力的轴向力疲劳试验机，其包括试验机机架，试验机机架包括第一端板、第二端板及连接于第一端板、第二端板之间的端板连接梁，端板连接梁上的导向移动装配有垫板，垫板由丝杠丝母机构驱动而能沿端板连接梁移动，并移动到指定位置后定位。
[0021]垫板的一侧设置有用于向待试验的构件输出试验致动力的致动力输出机构，致动力输出机构包括用于通过动作输出端向所述构件输出主致动力的主力致动器和用于通过动作输出端向所述构件输出辅助致动力的辅力致动器，主力致动器的动作输出端和辅力致动器的动作输出端均用于与待试验的构件相连，在本实施例中，主力致动器的动作输出端、辅力致动器的动作输出端上连接有合力传力板，合力传力板与第二端板之间用于安装待试验的构件。主力致动器、辅力致动器与垫板之间设置有测力传感器，本实施例中，主力致动器由一主加载缸构成，辅力致动器由两个并列布置于主加载缸外围的辅加载缸构成。
[0022]辅力致动器向所述构件输出的作用力小于主力致动器向所述构件输出的作用力，主力致动器具有蓄能机构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构件疲劳试验方法，其特征在于：疲劳试验机对构件进行多次的交变载荷加载试验，每一次交变载荷加载试验过程中，主力致动器向构件施加主致动力，辅力致动器向构件施加辅致动力，辅致动力小于主致动力，在每一次交变载荷加载试验过程中，分为构件所受载荷逐渐增加的增荷过程和构件所受载荷逐渐减小的减荷过程，在增荷过程中，仅通过辅力致动器增加载荷，主力致动器的蓄能器释放能量，补偿主力致动器的动作输出端位移；在减荷过程中，辅力致动器减小载荷，主力致动器的蓄能器储存能量，疲劳试验机包括试验机机架，试验机机架上设置有用于向待试验的构件输出试验致动力的致动力输出机构，其特征在于：致动力输出机构包括用于通过动作输出端向所述构件输出主致动力的主力致动器和用于通过动作输出端向所述构件输出辅助致动力的辅力致动器，辅力致动器向所述构件输出的作用力小于主力致动器向所述构件输出的作用力，主力致动器具有蓄能机构。2.根据权利要求1所述的构件疲劳试验方法，其特征在于：主致动力的大小为构件所需的最小试验力、最大试验力或最小+最大交变幅值的一半。3.根据权利要求1所述的构件疲劳试验方法，其特征在于：主力致动器为加载缸，蓄能机构包括设置于加载缸的缸体内部的蓄能弹簧或者可压缩气体。4.根据权利要求1所述的构件疲劳试验方法，其特征在于：辅力致动器向所述构件输出的作用力不大于构件疲劳试验所要求的最大交变幅值。...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵景干，尚廷东，朱蕾蕾，郭海岩，贾洋，张海霞，吴春文，吴跟上，孙中瑞，
申请(专利权)人：河南牛帕力学工程研究院，
类型：发明
国别省市：