CN102062714A

CN102062714A - 疲劳试验装置及用于缓冲杆向振动的缓冲件

Info

Publication number: CN102062714A
Application number: CN 201010586045
Authority: CN
Inventors: 许炼; 陈建初; 林利胜; 高洁; 李海平
Original assignee: China Aircraft Power Machinery Institute
Current assignee: China Aircraft Power Machinery Institute
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2011-05-18

Abstract

本发明提供一种疲劳试验装置以及其使用的缓冲件。该疲劳试验装置包括：作动器，提供试验载荷；载荷传感器，用于检测载荷；以及弹性缓冲件，设置在所述作动器和载荷传感器之间。通过本发明中的吸振装置——缓冲件，可以缓冲吸收系统在载荷加载过程中的高频激振，从而稳定试验加载系统。

Description

疲劳试验装置及用于缓冲杆向振动的缓冲件

技术领域

本发明涉及力学测试系统，具体涉及用于测试机械结构件的疲劳强度的设备。

背景技术

在机器制造领域，尤其是大型机械，总是需要对其中的结构件进行疲劳试验，以确保所制造的机械复合相关领域的性能指标或者提供更好的使用性能和更长的使用寿命。在疲劳试验中，经常需要对测试件进行各种加载试验，就是说，将不同的测试系统同时连接在该测试件上。例如，为了测试直升机的主旋翼杆、尾旋翼杆或承力机匣等零部件的疲劳强度，将多路控制加载机构连接在测试件上，这多个加载机构同时协调向测试件施加特定波形的扭力、弯矩、压力和拉力。但是这种多路加载会出现试验系统的激振现象，激振的出现会严重影响对预定的输入参数的控制和测试结果的准确性。为了尽可能降低激振，目前通常的做法是通过调节控制系统PID参数和调整配置液压系统来应对。但是这种调节和调整配置的效果是有限的，而且具有不确定性，不能可靠地消除激振对控制系统的干扰，而且经常要降低试验频率，延长试验周期，且不容易得到较好的加载波形。

发明内容

为了避免疲劳试验加载系统的激振现象给系统带来的干扰，本发明提供一种疲劳试验装置以及其使用的缓冲件。

该疲劳试验装置包括：作动器，提供试验载荷；载荷传感器，用于检测载荷；以及弹性缓冲件，设置在所述作动器和载荷传感器之间。

通过本发明中的吸振装置——缓冲件，可以缓冲吸收系统在载荷加载过程中的高频激振，从而稳定试验加载系统。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出用于本发明疲劳测试装置的一种典型例的局部示意图；

图2示出图1所示实施例中使用的缓冲连接件的示意图；

图3a和3b是另一种缓冲连接件的示意图，其中图3a是侧视图，图3b是正视图。

具体实施方式

在本发明的一般方面，在连接作动器与测试件的杆中设置一个缓冲件，该缓冲件将该杆断开。换句话说，该缓冲件分别与该杆的两个段固定连接，将原加载杆杆向的刚性大大降低，从而提供振动缓冲。

如图1所示，本发明的疲劳试验机包括力传感器1和作动器2，传感器1设置在用于连接测试件3的第一杆4上，第二杆5的一端固定连接至作动器2，另一端通过缓冲件6与第一杆4连接。

用于本发明的缓冲件可以取多种结构。图2是其中的一种优选实施方式。该缓冲件包括弹性环61和在该环上相对设置的两个连接端头62、63，该连接端头与第一杆4和第二杆5螺纹连接。

在采用该金属环形式的缓冲件的情况下，可以对环的连接部进行变型，例如，其可以与第一杆和第二杆实现挡销连接，即将连接端头62、63套接于第一杆4和第二杆5，然后用挡销固定。

通常情况下，该金属环是用钢制成。可以对环61的宽度、厚度和周长进行选择，使其提供适宜的挠度以及足够的强度，其杆向挠度应该可以为该路载荷提供足够的弹性缓冲与吸振。在图2示出的实施例中，该弹性环61是大致的长方形，其相比于圆形具有更大的弹性。

图3示出另一种缓冲件，包括第一板64、与第一板形状及尺寸相同的第二板65、以及至少三个连接件66，连接件66临近第一板64和第二板65边沿设置，将第一板64和第二板65隔开一预定距离并固定连接。连接件66包括螺杆661和螺母662，以及支撑件663，支撑件663穿设于螺杆661并支撑在第一板64和第二板65之间。图3中的第一板和第二板是正方形，四个连接件66分别设置在四个角。该连接板也可以是长方形、圆形和三角形。连接件的数目可以根据需要而变化。

在图3示出的实施方式中，连接部为位于两个板64、65中央的穿孔61、62，该穿孔具有内螺纹，用于与第一杆和第二杆螺接。在变型例中，第一板64、第二板65通过焊接分别与第一杆4和第二杆5连接，或者与它们一体成型。在另外的变型例中，连接件66通过焊接连接在第一板和第二板之间。

同样地，对第一板、第二板的材质、厚度、大小加以选择，以提供适宜的强度和挠度，其杆向挠度应该可以为该路载荷提供足够的弹性缓冲与吸振。作为举例，在采用图3示出的正方形板的情况下，可以依据下面的公式进行上述选择：

最大应力(中心处)：

σ_{\max} = \frac{P}{t^{2}}

最大挠度(中心处)：

ω_{\max} = β {(\frac{b}{t})}^{2} \frac{P}{Et}

式中：t为板的厚度，b为板的边长，E为材料弹性模量，P为轴向载荷；β为板的长宽比系数。

首先要保证板应力最大处有足够的强度，取σmax≤σs/3，其中，σs表示材料的屈服强度。

然后按照系统的刚性情况，对ω_max进行合适的取值。这样就可计算弹性环的相应尺寸，得到良好的消除激振效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种疲劳试验装置，包括：

作动器(2)，提供试验载荷；

载荷传感器(1)，用于检测载荷，

其特征在于，还包括设置在所述作动器(2)和载荷传感器之间的弹性缓冲件(6)。

2.根据权利要求1所述的疲劳试验装置，其特征在于：

所述载荷传感器(1)的一端通过第一杆(4)与所述弹性缓冲装置的第一侧的第一连接部(62)连接，另一端连接试验件(3)，

所述作动器(2)通过第二杆(5)与所述弹性缓冲装置的第二侧的第二连接部(63)连接。

3.根据权利要求2所述的疲劳试验装置，其中，所述缓冲部(61)为弹性环，所述第一连接部(62)和第二连接部(63)均为与所述弹性环一体成型的连接头，并分别与所述第一杆(4)和第二杆(5)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的疲劳试验装置，其中，所述缓冲件(6)包括：

第一板(64)；

第二板(65)；与所述第一板相对设置；以及

多个连接件(66)，邻近所述第一板(64)和第二板(65)边沿设置，将所述第一板(64)和第二板(65)隔开一预定距离并固定连接，

其中，所述第一连接部(62)和第二连接部(63)分别位于所述第一板(64)和第二板(65)的中心位置。

5.根据权利要求4所述的疲劳试验装置，其中，所述连接件(66)包括螺杆(661)和螺母(662)，以及支撑件(663)，所述支撑件(663)穿设于所述螺杆(661)并支撑在所述第一板(64)和第二板(65)之间。

6.一种用于缓冲杆向振动的缓冲件，其特征在于包括：缓冲部(61)，以及设于缓冲部(61)上的第一连接部(62)和第二连接部(63)，所述第一连接部(62)和第二连接部(63)用于与外部的第一杆(4)和第二杆(5)固定连接。

7.根据权利要求6所述的缓冲件，其中，所述缓冲部(61)为弹性环，包括平行布置的第一壁板和第二壁板以及连接所述第一壁板和第二壁板的两个侧壁板，所述第一连接部和第二连接部分别形成在所述第一壁板和第二壁板上。

8.根据权利要求7所述的缓冲件，其中，所述第一连接部(62)和第二连接部(63)为与所述弹性环一体成型的连接端头，所述连接端头与所述第一杆(4)和第二杆(5)螺纹连接。

9.根据权利要求6所述的缓冲件，其中，所述缓冲部(61)包括：

第一板(64)；

第二板(65)，与所述第一板形状及尺寸相同；以及

至少三个连接件(66)，邻近所述第一板(64)和第二板(65)边沿设置，将所述第一板(64)和第二板(65)隔开一预定距离并固定连接，

10.根据权利要求9所述的缓冲件，其中，所述连接件(66)包括螺杆(661)和螺母(662)，以及支撑件(663)，所述支撑件(663)穿设于所述螺杆(661)并支撑在所述第一板(64)和第二板(65)之间。

11.根据权利要求7至10任一项所述的缓冲件，其中，所述缓冲部由钢制成。