T型焊接接头双向拉伸疲劳试样、试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了提供一种T型焊接接头双向拉伸疲劳试样、试验装置及试验方法，疲劳试样呈中心对称的T型结构，疲劳试样包括底板以及垂直焊接于底板中心的立板，底板包括设于中部的横向工作段和设于两端部的横向夹持段，立板包括垂向工作段和垂向夹持段。试验装置包括一横向反力组件、一横向拉伸组件、一垂向拉伸组件以及一对垂向反力组件，横向反力组件与横向拉伸组件能够相互配合以对底板施加横向拉力，垂向拉伸组件和垂向反力组件能够相互配合以对立板施加垂向拉力，试验装置与疲劳试验机相配合能够对疲劳试样进行双向拉伸疲劳测试。本发明专利技术公开的试验装置具有可双向加载、适用性广和易操作等优点，适用于T型焊接接头双向拉伸疲劳性能测试。劳性能测试。劳性能测试。

Biaxial tensile fatigue test specimen, test device and test method of T-shaped welded joint

【技术实现步骤摘要】
T型焊接接头双向拉伸疲劳试样、试验装置及试验方法


[0001]本专利技术涉及材料性能检测
，具体的说是一种T型焊接接头双向拉伸疲劳试样、试验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]T型焊接是一种常用的焊接形式，其结构包含底板和立板，通常在立板一边开坡口，垂直焊接在底板上，此类焊接形式在船舶、飞机和机械结构等领域有广泛使用。鉴于T型焊接接头的结构形式，其服役时底板和立板两个方向上同时受载，焊接位置存在应力集中，叠加焊缝周围显微组织不均匀和焊接残余应力，易在焊趾处产生开裂，因此在进行相关材料和工艺研发和生产时有必要开展T型焊接接头性能测试。
[0003]现有测试技术主要有弯曲和拉伸性能测试，如公开号为CN108801802A的中国专利采用固定T型焊接接头底板，施加垂直于立板的压力进行弯曲性能测试；公开号为CN206235520U的中国专利采用三点弯曲方式进行T型焊接接头的弯曲性能测试；公开号为CN207610903U的中国专利公布了一种T型焊接接头拉伸试验件，可用于考核T型焊接接头抗拉性能；公开号为CN201555766U的中国专利公布了一种T型焊接试样拉伸试验夹具，可对T型焊接试样进行拉伸性能测试；公开号为CN208304865U的中国专利公布了一种T型焊接接头力学性能测试基座夹紧装置，可在测试时快速夹紧T型接头试样；公开号为CN212674613U的中国专利公布了一种T型焊接接头试样基座夹紧装置，可进行多角度力学性能测试；公开号为CN112577820A的中国专利公布了一种T型焊接接头拉伸试验方法，可用于T型方管焊接接头的抗拉强度测试。
[0004]上述针对T型焊接接头的测试方法，均属于静强度性能测试。在实际服役条件下，焊接结构往往承受周期性载荷，在服役一段时间后突然产生破坏，呈现疲劳破坏特征，因此需要对T型焊接接头的疲劳性能进行考核。公开号为CN102192858A的中国专利，采用经验公式计算T型焊接接头的疲劳特性，但是缺少实体试样的测试方法；公开号为CN209589669U的中国专利设计了专用夹具，可对T型焊接接头进行疲劳性能测试，但是只能在立板方向加载，对T型焊接结构疲劳性能考核不够全面。
[0005]目前尚缺少在T型焊接接头疲劳试样的两个方向上同时加载的疲劳试验测试方法，针对该问题，需要寻找新方法来对T型焊接接头的疲劳性能进行考核。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术中的问题，本专利技术提供一种T型焊接接头双向拉伸疲劳试样、试验装置及试验方法，以解决现有测试技术中缺少对T型焊接接头底板和立板两个方向上同时加载，并进行疲劳性能测试的问题。
[0007]为了实现上述第一个目的，本专利技术提供的双向拉伸疲劳试样的具体方案为：一种T型焊接接头双向拉伸疲劳试样，T型的疲劳试样呈中心对称结构，所述疲劳试样包括底板以及垂直焊接于底板中心的立板，所述底板包括设于中部的横向工作段以及
设于两端部的横向夹持段，横向工作段和两横向夹持段均通过过渡圆弧相连接；所述立板包括与横向工作段相连接的垂向工作段以及设于自由端部的垂向夹持段，垂向工作段与垂向夹持段之间也通过过渡圆弧相连接；所述横向夹持段和垂向夹持段上均设有圆孔。
[0008]进一步地，横向工作段与横向夹持段之间、垂向工作段与垂向夹持段之间均为一体成型。
[0009]进一步地，所述横向工作段的宽度小于横向夹持段的宽度，所述垂向工作段的宽度小于垂向夹持段的宽度。
[0010]为了实现上述第二个目的，本专利技术提供的试验装置的具体方案为：一种T型焊接接头双向拉伸疲劳试验装置，所述试验装置与疲劳试验机相配合能够对上述的疲劳试样进行双向拉伸疲劳测试，所述试验装置包括一横向反力组件、一横向拉伸组件、一垂向拉伸组件以及一对垂向反力组件，横向反力组件与横向拉伸组件能够相互配合以对底板施加横向拉力，垂向拉伸组件和垂向反力组件能够相互配合以对立板施加垂向拉力；其中，横向反力组件与横向拉伸组件能够分别与两横向夹持段相连接，垂向拉伸组件能够与垂向夹持段相连接，一对垂向反力组件能够以立板为中心悬设于横向工作段上。
[0011]进一步地，所述垂向拉伸组件包括垂向拉伸支座、连接螺栓I、垂向拉伸连接杆以及垂向拉伸法兰，所述垂向拉伸支座中部设有U型槽，所述垂向拉伸支座的两平行侧壁上均设有连接孔I，所述连接螺栓I能够穿过连接孔I和垂向夹持段上的圆孔以将垂向拉伸组件与立板相连接，所述垂向拉伸支座底壁中心固定连接有垂向拉伸连接杆，所述垂向拉伸连接杆与垂向拉伸法兰的中心孔螺纹连接，所述垂向拉伸连接杆的自由端与疲劳试验机的垂向作动器螺纹连接。
[0012]进一步地，所述横向拉伸组件包括横向拉伸支座、连接螺栓II、横向拉伸连接杆以及横向拉伸法兰，所述横向拉伸支座中部设有U型槽，所述横向拉伸支座的两平行侧壁上均设有连接孔II，所述连接螺栓II能够穿过连接孔II和一横向夹持段上的圆孔以将横向拉伸组件与底板的一端相连接，所述横向拉伸支座底壁中心固定连接有横向拉伸连接杆，所述横向拉伸连接杆与横向拉伸法兰的中心孔螺纹连接，所述横向拉伸连接杆的自由端能够与疲劳试验机的横向作动器螺纹连接。
[0013]进一步地，所述横向反力组件包括横向反力支座、连接螺栓III、连接螺栓IV、反力接头顶丝、滑动板以及连接板，滑动板能够与反力架相连接，所述连接板与滑动板可拆卸连接，所述横向反力支座包括一竖板以及两平行设置且与竖板垂直固定连接的横板，竖板通过反力接头顶丝和连接螺栓IV与连接板实现可拆卸连接，两横板上均设有连接孔III，所述连接螺栓III能够穿过连接孔III和另一横向夹持段上的圆孔以将横向反力组件与底板的另一端相连接。
[0014]进一步地，所述垂向反力组件包括垂向反力支座、支辊、垂向反力连接杆、垂向反力法兰以及T型接头，所述垂向反力支座中部设有U型槽，所述垂向反力支座与穿设于其平行侧壁上的支辊相配合能够将横向工作段卡在U形槽内，所述垂向反力支座底壁中心固定连接有垂向反力连接杆，所述垂向反力连接杆与垂向反力法兰的中心孔螺纹连接，所述垂
向反力连接杆与T型接头螺纹连接，所述T型接头能够与疲劳试验机的工作台相卡接。
[0015]进一步地，垂向反力支座的两平行侧壁上设有供支辊穿过的连接孔IV，所述连接孔IV的上下两面均为平面，上下面之间通过圆弧连接。
[0016]为了实现上述第三个目的，本专利技术提供的双向拉伸疲劳试样的具体方案为：一种T型焊接接头双向拉伸疲劳试验方法，其特征在于，其是借助于上述试验装置与疲劳试验机配合完成的，所述试验方法包括如下步骤：第一、将垂向拉伸连接杆与疲劳试验机的垂向作动器连接，并使用垂向拉伸法兰和法兰顶丝进行固定，将疲劳试样的立板穿入垂向拉伸支座的U型槽中，使用连接螺栓I穿过垂向拉伸支座上的连接孔I和立板上的圆孔，将立板与所述垂向拉伸组件相连接；第二、将T型接头置于疲劳试验机工作台的T型槽内，使用垂向反力法兰和法兰顶丝固定垂向反力支座和垂向反力连接杆，调整疲劳试验机的垂向作动器，使底板的横向工作段移至垂向反力支座的U形槽内，将支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种T型焊接接头双向拉伸疲劳试样，其特征在于：疲劳试样（5）呈中心对称的T型结构，所述疲劳试样（5）包括底板（501）以及垂直焊接于底板（501）中心的立板（502），所述底板（501）包括设于中部的横向工作段（5011）以及设于两端部的横向夹持段（5012），横向工作段（5011）和两横向夹持段（5012）均通过过渡圆弧相连接；所述立板（502）包括与横向工作段（5011）相连接的垂向工作段（5021）以及设于垂向工作段（5021）自由端部的垂向夹持段（5022），垂向工作段（5021）与垂向夹持段（5022）之间也通过过渡圆弧相连接；所述横向夹持段（5012）和垂向夹持段（5022）上均设有圆孔（7）。2.根据权利要求1所述的一种T型焊接接头双向拉伸疲劳试样，其特征在于：横向工作段（5011）与横向夹持段（5012）之间、垂向工作段（5021）与垂向夹持段（5022）之间均为一体成型。3.根据权利要求1所述的一种T型焊接接头双向拉伸疲劳试样，其特征在于：所述横向工作段（5011）的宽度小于横向夹持段（5012）的宽度，所述垂向工作段（5021）的宽度小于垂向夹持段（5022）的宽度。4.一种T型焊接接头双向拉伸疲劳试验装置，其特征在于：所述试验装置与疲劳试验机相配合能够对权利要求1中的疲劳试样进行双向拉伸疲劳测试，所述试验装置包括一横向反力组件（3）、一横向拉伸组件（6）、一垂向拉伸组件（4）以及一对垂向反力组件（2），横向反力组件（3）与横向拉伸组件（6）能够相互配合以对底板（501）施加横向拉力，垂向拉伸组件（4）和垂向反力组件（2）能够相互配合以对立板（502）施加垂向拉力；其中，横向反力组件（3）与横向拉伸组件（6）能够分别与两横向夹持段（5012）相连接，垂向拉伸组件（4）能够与垂向夹持段（5022）相连接，一对垂向反力组件（2）能够以立板（502）为中心悬设于横向工作段（5011）上。5.根据权利要求4所述的一种T型焊接接头双向拉伸疲劳试验装置，其特征在于：所述垂向拉伸组件（4）包括垂向拉伸支座（403）、连接螺栓I（404）、垂向拉伸连接杆（401）以及垂向拉伸法兰（402），所述垂向拉伸支座（403）中部设有U型槽，所述垂向拉伸支座（403）的两平行侧壁上均设有连接孔I（4031），所述连接螺栓I（404）能够穿过连接孔I（4031）和垂向夹持段（5022）上的圆孔（7）以将垂向拉伸组件（4）与立板（502）相连接，所述垂向拉伸支座（403）底壁中心固定连接有垂向拉伸连接杆（401），所述垂向拉伸连接杆（401）与垂向拉伸法兰（402）的中心孔螺纹连接，所述垂向拉伸连接杆（401）的自由端与疲劳试验机的垂向作动器螺纹连接。6.根据权利要求5所述的一种T型焊接接头双向拉伸疲劳试验装置，其特征在于：所述横向拉伸组件（6）包括横向拉伸支座（602）、连接螺栓II（601）、横向拉伸连接杆（603）以及横向拉伸法兰（604），所述横向拉伸支座（602）中部设有U型槽，所述横向拉伸支座（602）的两平行侧壁上均设有连接孔II（6021），所述连接螺栓II（601）能够穿过连接孔II（6021）和一横向夹持段（5012）上的圆孔（7）以将横向拉伸组件（6）与底板（501）的一端相连接，所述横向拉伸支座（602）底壁中心固定连接有横向拉伸连接杆（603），所述横向拉伸连接杆（603）与横向拉伸法兰（604）的中心孔螺纹连接，所述横向拉伸连接杆（603）的自由端能够与疲劳试验机的横向作动器螺纹连接。7.根据权利要求6所述的一种T型焊接接头双向拉伸疲劳试验装置，其特征在于：所述横向反力组件（3）包括横向反力支座（303）、连接螺栓III（306）、连接螺栓IV（305）、反力接
头顶丝（304）、滑动板（301）以及连接板（30...

【专利技术属性】
技术研发人员：马江南，张红涛，张雅斐，陈庆垒，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：