一种在线观测疲劳裂纹扩展装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种在线观测疲劳裂纹扩展装置，包括疲劳试验机主体，疲劳试验机主体的两组夹持轴之间设有用于固定试样的安装位；还包括支撑件，支撑件上固定设置有三轴向移动平台，疲劳试验机主体的两组导向杆上固定设置有固定件，固定件上固定设置有三轴向移动平台，三轴向移动平台上固定安装有温控机构和疲劳裂纹观测机构；温控机构包括环境箱和通过连接线与环境箱电连接的温控屏，环境箱上设有用于插接试样的槽口。本发明专利技术通过在疲劳试验机上固定安装三轴向移动平台，利用温控机构、疲劳裂纹观察装置和疲劳试验机的配合设置，可对试样进行疲劳试验时进行在线观测，并记录试样的疲劳裂纹扩展规律。

【技术实现步骤摘要】
一种在线观测疲劳裂纹扩展装置
本专利技术属于航空铝合金材料疲劳性能检测
，尤其是涉及一种在线观测疲劳裂纹扩展装置。
技术介绍
铝合金以其较高的比强度成为航空工业应用广泛的一种结构材料。服役过程中，铝合金结构不仅要承受疲劳载荷的作用，还要承受环境造成的损伤，这其中就包括温度环境，较高的温度会使得铝合金材料疲劳裂纹更加容易萌生，缩短结构件的寿命，对重要关键铝合金结构件产生显著影响，同时低温也会对铝合金材料疲劳性能产生影响，传统的测试装置不能有效的完成对试样疲劳裂纹的扩展规律进行实时细致地观测，只能是简单的肉眼观测，无法进行疲劳试验中试样裂纹动态检测，进而对科学研究取证造成了一定的阻碍；因此，亟需一种在线观测疲劳裂纹扩展装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种在线观测疲劳裂纹扩展装置，以解决测试装置在疲劳试验中无法对实验进行裂纹动态检测。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种在线观测疲劳裂纹扩展装置，包括疲劳试验机主体，疲劳试验机主体的两组夹持轴之间设有用于固定试样的安装位；还包括支撑件，支撑件上固定设置有三轴向移动平台，三轴向移动平台上固定安装有温控机构和用于观测位于环境箱内侧试样的疲劳裂纹观测机构；温控机构包括环境箱和通过连接线与环境箱电连接的温控屏，环境箱上设有用于插接试样的槽口。进一步的，支撑件为疲劳试验机主体上固定设置的两组导向杆，三轴向移动平台通过固定件固定设置在导向杆上。进一步的，三轴向移动平台包括X轴移动机构，X轴移动机构的两端分别通过固定件固定设置在疲劳试验机主体的导向杆上，X轴移动机构上滑动设置有Y轴移动机构一、Y轴移动机构二，环境箱滑动设置在X轴移动机构上，环境箱位于Y轴移动机构一、Y轴移动机构二之间；温控屏固定设置在Y轴移动机构一上，Y轴移动机构二上固定设置有Z轴移动机构，疲劳裂纹观测机构固定设置在Z轴移动机构上。进一步的，X轴移动机构包括两组平行设置的X轴光轴，两组X轴光轴的两端分别通过X轴支座固定设置在固定件上；每组X轴光轴上均滑动设置有两组X轴滑块；Y轴移动机构一包括两组平行设置的Y轴光轴一、两组Y轴光轴一的两端分别通过Y轴支座固定设置在X轴滑块上，两组Y轴光轴一上滑动设置有Y轴滑块一，温控屏固定设置在Y轴滑块一上；Y轴移动机构二包括两组平行设置的Y轴光轴二、两组Y轴光轴二的两端分别通过轴承支座固定设置在X轴滑块上，两组轴承支座之间还设置有滚珠丝杠，滚珠丝杠位于两组Y轴光轴二之间，滚珠丝杠上滑动设置有Y轴滑块二，Y轴滑块二上设有与Y轴光轴二对应的导向孔，滚珠丝杆的一端贯穿至轴承支座的外侧固定连接有手轮；Z轴移动机构包括支撑柱，支撑柱垂直固定设置在Y轴滑块二上，支撑柱靠近疲劳试验机主体一侧的侧壁上固定设置有齿条，支撑柱上滑动设置有悬臂杆，悬臂杆内侧安装有旋转轮，旋转轮上固定设置有与齿条相啮合的齿轮；悬臂杆靠近环境箱一侧的侧壁上固定设置有用于固定疲劳裂纹观测机构的固定环。进一步的，环境箱包括半箱体一和半箱体二，半箱体一和半箱体二均滑动设置在X轴光轴上，半箱体一和半箱体二上均设有与X轴光轴对应的通孔；半箱体一靠近Y轴移动机构一一侧的侧壁上设有用于连接线穿过的穿线孔；半箱体二靠近Y轴移动机构二一侧的侧壁上设有贯穿孔；半箱体一和半箱体二上对应设有用于插接试样的槽口。进一步的，半箱体一和半箱体二上设有的槽口内侧均设有环形密封圈。进一步的，环境箱的两侧侧壁上分别固定设置有锁紧机构，锁紧机构包括锁紧连杆，锁紧连杆通过转轴固定设置在半箱体一的外侧壁上，锁紧连杆的一端固定设置有曲柄，半箱体二的侧壁上固定设置有与锁紧连杆配合的固定销。疲劳裂纹观测机构包括显示屏，显示屏的底端连接有L形转接头，L形转接头固定设置在固定环内，L形转接头的内侧设有穿线孔；L形转接头的端部安装有显微镜镜头，显微镜镜头通过连接线与显示屏电连接，显微镜镜头伸至半箱体二侧壁上设有的贯穿孔内，L形转接头靠近半箱体二的一端外侧固定套接有伸缩节密封圈，伸缩节密封圈的端部固定设置在半箱体二的外侧侧壁上。进一步的，固定件为抱紧卡箍，抱紧卡箍的数量为两组，每组抱紧卡箍包括四组抱紧环，四组抱紧环通过螺栓两两固定连接。相对于现有技术，本专利技术所述的一种在线观测疲劳裂纹扩展装置具有以下有益效果：(1)本专利技术所述的一种在线观测疲劳裂纹扩展装置通过在疲劳试验机上固定安装三轴向移动平台，利用温控机构、疲劳裂纹观察装置和疲劳试验机的配合设置，可对试样进行疲劳试验时进行在线观测，并记录在不同温度下、不同的疲劳加载幅值和不同的应力循环特性下试样的疲劳裂纹扩展规律；(2)本专利技术所述的一种在线观测疲劳裂纹扩展装置结构简单、操作灵活，可在线观察记录试样疲劳裂纹扩展的规律，实用性强，保证了经济性的同时，完成对试样的疲劳裂纹检测。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的一种在线观测疲劳裂纹扩展装置正视图；图2为本专利技术实施例所述的一种在线观测疲劳裂纹扩展装置结构示意图；图3为本专利技术实施例所述的温控机构、疲劳裂纹观测机构和Z轴移动机构正视图；图4为本专利技术实施例所述的疲劳裂纹观测机构和Z轴移动机构结构示意图；图5为本专利技术实施例所述的X轴移动机构、Y轴移动机构二和Z轴移动机构结构示意图；图6为本专利技术实施例所述的Y轴移动机构二和Z轴移动机构结构示意图。附图标记说明：1-疲劳试验机主体；101-导向杆；2-温控机构；201-环境箱；2011-半箱体一；2012-半箱体二；202-温控屏；3-疲劳裂纹观测机构；301-显示屏；302-L形转接头；303-显微镜镜头；4-X轴移动机构；401-X轴支座；402-X轴光轴；403-X轴滑块；5-Y轴移动机构一；501-Y轴支座；502-Y轴光轴一；503-Y轴滑块一；6-Y轴移动机构二；601-轴承支座；602-Y轴光轴二；603-滚珠丝杠；604-Y轴滑块二；605-手轮；7-Z轴移动机构；701-支撑柱；702-齿条；703-悬臂杆；704-旋转轮；705-固定环；8-抱紧卡箍；9-锁紧机构；901-锁紧连杆；902-曲柄；903-固定销；10-伸缩节密封圈；11-试样。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在线观测疲劳裂纹扩展装置，其特征在于：包括疲劳试验机主体(1)，疲劳试验机主体(1)的两组夹持轴之间设有用于固定试样(11)的安装位；/n还包括支撑件，支撑件上固定设置有三轴向移动平台，三轴向移动平台上固定安装有温控机构(2)和用于观测位于环境箱(201)内侧试样(11)的疲劳裂纹观测机构(3)；/n温控机构(2)包括环境箱(201)和通过连接线与环境箱(201)电连接的温控屏(202)，环境箱(201)上设有用于插接试样(11)的槽口。/n

【技术特征摘要】
1.一种在线观测疲劳裂纹扩展装置，其特征在于：包括疲劳试验机主体(1)，疲劳试验机主体(1)的两组夹持轴之间设有用于固定试样(11)的安装位；
还包括支撑件，支撑件上固定设置有三轴向移动平台，三轴向移动平台上固定安装有温控机构(2)和用于观测位于环境箱(201)内侧试样(11)的疲劳裂纹观测机构(3)；
温控机构(2)包括环境箱(201)和通过连接线与环境箱(201)电连接的温控屏(202)，环境箱(201)上设有用于插接试样(11)的槽口。


2.根据权利要求1所述的一种在线观测疲劳裂纹扩展装置，其特征在于：支撑件为疲劳试验机主体(1)上固定设置的两组导向杆(101)，三轴向移动平台通过固定件固定设置在导向杆(101)上。


3.根据权利要求1所述的一种在线观测疲劳裂纹扩展装置，其特征在于：三轴向移动平台包括X轴移动机构(4)，X轴移动机构(4)的两端分别通过固定件固定设置在疲劳试验机主体(1)的导向杆(101)上，X轴移动机构(4)上滑动设置有Y轴移动机构一(5)、Y轴移动机构二(6)，环境箱(201)滑动设置在X轴移动机构(4)上，环境箱(201)位于Y轴移动机构一(5)、Y轴移动机构二(6)之间；
温控屏(202)固定设置在Y轴移动机构一(5)上，Y轴移动机构二(6)上固定设置有Z轴移动机构(7)，疲劳裂纹观测机构(3)固定设置在Z轴移动机构(7)上。


4.根据权利要求3所述的一种在线观测疲劳裂纹扩展装置，其特征在于：X轴移动机构(4)包括两组平行设置的X轴光轴(402)，两组X轴光轴(402)的两端分别通过X轴支座(401)固定设置在固定件上；
每组X轴光轴(402)上均滑动设置有两组X轴滑块(403)；
Y轴移动机构一(5)包括两组平行设置的Y轴光轴一(502)、两组Y轴光轴一(502)的两端分别通过Y轴支座(501)固定设置在X轴滑块(403)上，两组Y轴光轴一(502)上滑动设置有Y轴滑块一(503)，温控屏(202)固定设置在Y轴滑块一(503)上；
Y轴移动机构二(6)包括两组平行设置的Y轴光轴二(602)、两组Y轴光轴二(602)的两端分别通过轴承支座(601)固定设置在X轴滑块(403)上，两组轴承支座(601)之间还设置有滚珠丝杠(603)，滚珠丝杠(603)位于两组Y轴光轴二(602)之间，滚珠丝杠(603)上滑动设置有Y轴滑块二(604)，Y轴滑块二(604)上设有与Y轴光轴二(602)对应的导向孔，滚珠丝杆的一端贯穿至轴承支座(601)的外侧固定连接有手轮(605)；
Z轴移动机构(7)包括支撑柱(701)，支撑柱(701)垂直固定设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾宝惠，卢翔，肖海建，王玉鑫，耿亚南，武涛，王杜，姚飞，单泽众，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：天津;12