一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置，包括超声振动疲劳载荷加载系统，所述超声振动疲劳载荷加载系统包括换能器以及施力件。所述换能器用于转变超声波信号并通过所述施力件改变试样的振动振幅和周期。预应力加载装置，所述预应力加载装置用于施加给所述试样第一预应力与第二预应力，对其进行静态拉伸。控制系统，所述控制系统用于驱动并控制所述超声振动疲劳载荷加载系统与预应力加载装置。本实用新型专利技术通过静态预拉伸的方式加载预应力，更好地探究应力比对材料超声弯曲疲劳性能的影响。曲疲劳性能的影响。曲疲劳性能的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置


[0001]本技术涉及疲劳测试领域，具体涉及一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置。

技术介绍

[0002]航空发动机是航空设备的核心，为航空设备提供飞行动力，压气机处于航空发动机的进气端，为发动机引入空气，来推动设备正常运行。但压气机叶片工作环境恶劣，所受载荷复杂，因此需要发展复杂载荷环境下的超声振动加速测试。其中，压气机叶片转动所产生的离心力、气流在叶片表面产生的气动载荷以及高速流动的气体对叶片的冲击作用是导致压气机叶片疲劳失效的主要受力方式。由于气流的不稳定性和叶片的转动，在长时间的工作过程中叶片发生弯曲疲劳失效，压气机叶片的断裂失效严重影响飞行安全。因此需要通过超声振动加速疲劳试验进一步探究损伤机理。但国内外现有的试验系统都只能开展单轴加载或对称弯曲加载(固定应力比＝
‑
1)情况下的疲劳试验，不适用于进行发动机叶片服役工况下的性能测试。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置，在传统的超声振动疲劳载荷加载系统的基础上，通过静态预拉伸的方式加载预应力，以实现对循环载荷应力比的控制。能够为超声弯曲振动疲劳试验提供不同的应力与应力比，更好地探究应力比对钛合金超声弯曲疲劳性能的影响。
[0004]本技术通过下述技术方案实现：
[0005]一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置，包括:
[0006]超声振动疲劳载荷加载系统，超声振动疲劳载荷加载系统包括换能器以及施力件。换能器用于转变超声波信号并通过施力件改变试样的振动振幅和周期。
[0007]预应力加载装置，预应力加载装置用于施加给试样第一预应力与第二预应力，对其进行静态拉伸。
[0008]控制系统，控制系统用于驱动并控制超声振动疲劳载荷加载系统与预应力加载装置。
[0009]进一步的，换能器还包括压电材料，压电材料能在其延伸方向进行伸缩；换能器用于接收超声波发生器发送的电信号，并将其转变为压电材料在其延伸方向的伸缩运动以使施力件对试样进行施加作用力。
[0010]进一步的，预应力加载装置还包括动力源、第一动力件、第二动力件、第一夹头、第二夹头与底座，第一夹头与第二夹头呈预设距离设置在底座上，并分布在试样的两侧，用于夹持试样。
[0011]进一步的，第一夹头包括第一杆体以及第一夹持部，第一夹持部设有第二动力件；第二夹头包括第二杆体以及第二夹持部。
[0012]进一步的，底座还设有能够配合第一杆体进行移动的滑槽。
[0013]进一步的，第一动力件采用伸缩件，伸缩件与第一杆体固定连接；动力源驱动伸缩件的收缩使得第一杆体向着远离第二夹头的方向移动，以提供第一预应力。
[0014]进一步的，第二动力件采用旋转件，与第一夹持部固定连接；第二动力件用于夹持试样并带动其进行旋转，以提供第二预应力。
[0015]进一步的，预应力加载装置还包括力传感器，力传感器设置在第二杆体上，与控制系统电连接。
[0016]进一步的，试样根据其振动模态设有第一驻点与第二驻点，第一夹持部与第一驻点固定连接，第二夹持部与第二驻点固定连接。
[0017]进一步的，施力件采用超声波变幅杆。
[0018]进一步的，本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0019]通过控制系统控制预应力加载装置为试样提供第一预应力与第二预应力的参数对试样进行在不同应力比下的测试，同时在预应力加载装置中还设有力传感器，利用控制系统以实现该技术的自动化控制，从而使施加的预应力自动化可控，以获得更准确有效的结果。
附图说明
[0020]此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：
[0021]图1为本技术提供的超声弯曲振动疲劳装置示意图；
[0022]图2为本技术提供的超声振动疲劳载荷加载系统示意图；
[0023]图3为本技术提供的预应力加载装置示意图；
[0024]图4为本技术提供的第二动力件示意图。
[0025]附图中标记及对应的零部件名称：
[0026]1‑
超声振动疲劳载荷加载系统,11
‑
超声波发生器，12
‑
换能器，13
‑
压电材料，14
‑ꢀ
施力件，2
‑
预应力加载装置，21
‑
第一夹头，211
‑
第一夹持部，212
‑
第一杆体，22
‑
第二夹头，221
‑
第二夹持部，222
‑
第二杆体，6
‑
试样，61
‑
底座，62
‑
滑槽，7
‑
动力源，71
‑ꢀ
第一动力件，72
‑
第二动力件，8
‑
力传感器，9
‑
控制系统。
具体实施方式
[0027]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。
[0028]因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0030]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0032]实施例
[0033]请参阅图1，本实施例提供了一种可控制应力比的超声弯曲振动疲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置，其特征在于，包括：超声振动疲劳载荷加载系统(1)，所述超声振动疲劳载荷加载系统(1)包括换能器(12)以及施力件(14)；所述换能器(12)用于转变超声波信号并通过所述施力件(14)改变试样(6)的振动振幅和周期；预应力加载装置(2)，所述预应力加载装置(2)用于施加给所述试样(6)第一预应力与第二预应力，对其进行静态拉伸；控制系统(9)，所述控制系统(9)用于驱动并控制所述超声振动疲劳载荷加载系统(1)与预应力加载装置(2)。2.根据权利要求1所述的一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置，其特征在于，所述换能器(12)还包括压电材料(13)，所述压电材料(13)能在其延伸方向进行伸缩；所述换能器(12)用于接收超声波发生器(11)发送的电信号，并将其转变为所述压电材料(13)在其延伸方向的伸缩运动以使所述施力件(14)对所述试样(6)进行施加作用力。3.根据权利要求1所述的一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置，其特征在于，所述预应力加载装置(2)还包括动力源(7)、第一动力件(71)、第二动力件(72)、第一夹头(21)、第二夹头(22)与底座(61)，所述第一夹头(21)与第二夹头(22)呈预设距离设置在所述底座(61)上，并分布在所述试样(6)的两侧，用于夹持所述试样(6)。4.根据权利要求3所述的一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置，其特征在于，所述第一夹头(21)包括第一杆体(212)以及第一夹持部(211)，所述第一夹持部(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘潇航，崔婉祺，王韵茹，刘福林，刘永杰，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：