【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于测试工装，具体涉及一种多功能疲劳测试工装及测试方法。
技术介绍
1、疲劳是指材料承受循环应力或应变作用时，结构性能下降，甚至导致破坏的现象。据统计，各种机械中，疲劳失效的零件占比60～70％。疲劳断裂失效原则上属于低应力脆断失效，疲劳中难以观察到明显变形，这是以局部塑性变形为主，且主要发生在结构的固有缺陷上。虽然频率对疲劳失效有一定影响，但多数情况下疲劳失效主要与循环次数有关，所以对材料进行疲劳试验起到重要作用。
2、疲劳测试一般分为：拉-压疲劳、扭转疲劳以及弯曲疲劳等，当前测试工装结构较为复杂，且不能在一个平台上进行多种疲劳测试，需要设计一种多功能的疲劳测试工装。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中存在的疲劳测试工装结构复杂且功能单一的问题，本专利技术的目的是提供一种多功能疲劳测试工装及测试方法，能够解决上述问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种多功能疲劳测试工装，包括拉压疲劳测试单元、弯扭疲劳测试单元、施力单元、六维力传感器和，用于对待测杆件进行拉压疲劳测试；弯扭疲劳测试单元用于对待测杆件进行弯扭疲劳测试；施力单元用于对拉压疲劳测试单元和/或弯扭疲劳测试单元提供动力；六维力传感器可连接于待测杆件，用于检测其受到力或力矩；检测元件可设于待测杆件上用于检测其变形量。
4、在进行疲劳测试时，所述施力单元对各个疲劳测试单元中的待测杆件进行施力，在拉压疲劳测试中，所述施力单元对所述待测杆件进行拉或
5、进一步地，所述的六维力传感器设置在所述待测杆件的靠近施力单元的一端，可以收集到所述待测杆件各个方向上受到的最直接力的情况，并进行分析处理和反馈。
6、进一步地，拉压疲劳测试中所述施力单元的动力输出方向与所述待测杆件的轴向相同；弯扭疲劳测试中所述施力单元的动力输出方向可变以始终保持与所述待测杆件的轴向垂直。在进行拉压疲劳测试时，需要对待测杆件进行拉压运动，所述施力单元的动力输出方向和所述待测杆件的轴向保证在同一方向上，可以最大程度保证所述施力单元动力输出的最大效率，不会有力的损失；在进行弯扭疲劳测试中，所述施力单元的动力输出方向需要始终保持和所述待测杆件的轴向垂直，才能保证测试结果的准确性。
7、进一步地，所述的施力单元连接有移动装置，所述移动装置可将所述施力单元移动至所述拉压疲劳测试单元或所述弯扭疲劳测试单元。具体的，所述移动装置可以为滑轮、导轨，或者其他移动装置。借助所述移动装置，可以实现所述施力单元在两个疲劳测试单元之间切换，也就是说使用一个施力单元即可满足两个疲劳测试单元的需求，减少施力单元数量，降低疲劳测试工装的成本和结构的复杂性。
8、进一步地，所述施力单元包括中间连接件和动力升降装置，所述动力升降装置通过所述中间连接件对所述待测杆件施力；所述中间连接件包括球面副，所述球面副包括球头和球头套，所述球头套连接有第一连杆，所述第一连杆所在轴线通过所述球头套的球心；所述球头连接有第二连杆，所述第二连杆所在轴线通过所述球头的球心,所述球头与所述球头套配合的球面面积大于半个所述球头的面积。在拉压疲劳测试中，需要施加沿所述待测杆件的轴向的力，在弯扭疲劳测试中，需要施加始终垂直于所述待测杆件轴向的力，选择球面副可以同时满足上述疲劳测试的要求。同时所述球头是被所述球头套包覆在其内部进行转动的，所以在进行疲劳测试中，所述球头不会脱离所述球头套的束缚，可以满足疲劳测试时所述球面副作为中间连接件拉力传导的要求。
9、进一步地，弯扭疲劳测试单元还包括固定块，所述固定块固定在所述待测杆件端部，所述固定块与所述球头套的第一连杆连接固定，且所述第一连杆垂直于所述待测杆件，所述固定块上具有至少两个用于连接第一连杆的位置，且第一连杆位于其中一个位置时，其轴线与待测杆件的轴线相交。两个连接位置，一个用于弯力矩疲劳测试中所述第一连杆连接，另一个则用于扭矩疲劳测试中和所述第一连杆的连接。在进行弯力矩疲劳测试时，所述第一连杆只需要始终保持垂直于所述待测杆件即可；在进行扭矩疲劳测试时，由于所述待测杆件会发生扭转的，所述第一连杆固定在所述固定块上，所述第一连杆也会发生偏转并始终保持其轴线垂直于所述待测杆件的轴线，进而保证所述动力升降装置施加的力方向始终垂直于所述待测杆件的轴线方向。
10、进一步地，疲劳测试工装还包括旋转装置，所述旋转装置与所述待测杆件连接，所述旋转装置驱动所述待测杆件绕其轴向旋转。在所述弯力矩疲劳测试中，可实现至少两个方向的弯力矩疲劳测试。比如进行第一方向和第二方向的弯力矩疲劳测试，在测试完所述待测杆件沿第一方向的弯力矩疲劳测试后，启动所述旋转装置，将所述待测杆件旋转一定角度后还可以接着测量所述待测杆件沿第二方向的弯力矩疲劳测试情况，增加疲劳测试工装的多功能用途。当然，可根据实际情况选择旋转角度，以实现多方向的弯力矩疲劳测试。
11、进一步地，疲劳测试工装还包括法兰件，所述待测杆件和所述六维力传感器的端部分别连接所述法兰件。所述法兰件具有固定筒和翻边，所述待测杆件的端部可以插接在所述固定筒内，所述翻边用来螺栓固定，可以很好起到固定所述待测杆件和所述六维力传感器的作用。不用在所述待测杆件上打孔的方式来进行固定，保持所述待测杆件的一体性和完整性，保证测试结果的准确性。
12、还有一种疲劳测试方法，包括拉压疲劳测试和弯扭疲劳测试，
13、拉压疲劳测试包括以下步骤：
14、s11：将所述待测杆件安装在所述拉压疲劳测试单元中，
15、s12：所述施力单元移动到所述拉压疲劳测试单元，所述施力单元对所述待测杆件多次反复施加设定的拉力和压力，采集所述六维力传感器的受力测量值和所述检测元件的形变测量值；
16、s13：在施力单元同等位移下，当受力测量值降至设定值且形变测量值在一定范围内保持不变或所述待测杆件折断时，则达到拉压测试临界点；
17、弯力矩疲劳测试包括以下步骤本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，所述的六维力传感器(3)设置在所述待测杆件(2)的靠近施力单元的一端。
3.根据权利要求1所述的一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，拉压疲劳测试中所述施力单元的动力输出方向与所述待测杆件(2)的轴向相同；弯扭疲劳测试中所述施力单元的动力输出方向可变以始终保持与所述待测杆件(2)的轴向垂直。
4.根据权利要求1所述的一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，所述的施力单元连接有移动装置，所述移动装置可将所述施力单元移动至所述拉压疲劳测试单元或所述弯扭疲劳测试单元。
5.根据权利要求1所述的一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，所述施力单元包括中间连接件和动力升降装置，所述动力升降装置通过所述中间连接件对所述待测杆件(2)施力；所述中间连接件包括球面副(9)，所述球面副(9)包括球头(10)和球头套(11)，所述球头套(11)连接有第一连杆(12)，所述第一连杆(12)所在轴线通过所述球头套(11)的球心；所述球头(10)连接有第二连杆(
6.根据权利要求5所述的一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，弯扭疲劳测试单元还包括固定块(5)，所述固定块(5)固定在所述待测杆件(2)端部，所述固定块(5)与所述球头套(11)的第一连杆(12)连接固定，且所述第一连杆(12)垂直于所述待测杆件(2)，所述固定块(5)上具有至少两个用于连接第一连杆(12)的位置，且第一连杆(12)位于其中一个位置时，其轴线与待测杆件(2)的轴线相交。
7.根据权利要求1所述的一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，疲劳测试工装还包括旋转装置(27)，所述旋转装置(27)与所述待测杆件(2)连接，所述旋转装置(27)驱动所述待测杆件(2)绕其轴向旋转。
8.根据权利要求1所述的一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，疲劳测试工装还包括法兰件，所述待测杆件(2)和所述六维力传感器(3)的端部分别连接所述法兰件。
9.一种疲劳测试方法，基于权利要求1～8任一项所述的一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，包括拉压疲劳测试和弯力矩疲劳测试，
10.根据权利要求9所述的一种疲劳测试方法，其特征在于，还包括扭矩疲劳测试，
...【技术特征摘要】
1.一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，所述的六维力传感器(3)设置在所述待测杆件(2)的靠近施力单元的一端。
3.根据权利要求1所述的一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，拉压疲劳测试中所述施力单元的动力输出方向与所述待测杆件(2)的轴向相同；弯扭疲劳测试中所述施力单元的动力输出方向可变以始终保持与所述待测杆件(2)的轴向垂直。
4.根据权利要求1所述的一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，所述的施力单元连接有移动装置，所述移动装置可将所述施力单元移动至所述拉压疲劳测试单元或所述弯扭疲劳测试单元。
5.根据权利要求1所述的一种多功能疲劳测试工装，其特征在于，所述施力单元包括中间连接件和动力升降装置，所述动力升降装置通过所述中间连接件对所述待测杆件(2)施力；所述中间连接件包括球面副(9)，所述球面副(9)包括球头(10)和球头套(11)，所述球头套(11)连接有第一连杆(12)，所述第一连杆(12)所在轴线通过所述球头套(11)的球心；所述球头(10)连接有第二连杆(13)，所述第二连杆(13)所在轴线通过所述球头(10)的球心,所述球头(10)...
【专利技术属性】
技术研发人员：张旭龙，郝叙胜，
申请(专利权)人：睿尔曼智能科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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