CN102749256B - 结构非线性疲劳损伤测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种结构非线性疲劳损伤测试系统，属于试验设备制造领域。本系统由动态摆轮支架、动态部分支架、T型丝杠、静态部分支架、拉线式光电编码器、同步带轮、伺服电机、距离调整轮机构、负荷传感器、变频调速电机等零部件组成。本发明的优点在于：结构新颖，该结构采用卧式形式进行加载，适合于不同的试验件尺寸的试验，可调整范围较大，并方便安装试验件；可以通过伺服电机对绳类试样载荷均值的实时控制，保证试验的稳定可靠，并对试验次数及载荷变化、位移变化进行实时的记录，测试绳类试样的承载极限及寿命极限。动态部分可以通过相关的专用夹具连接对减振器进行模拟测试试验，检测减振器的寿命。

Description

结构非线性疲劳损伤测试系统
技术领域
本发明属于试验设备制造领域，主要用于对非金属材料和金属材料的非线性疲劳损伤进行疲劳寿命的测试和蠕变的性能检测。
背景技术
现在结构件在生产中应用的越来越广泛，无论是金属类、非金属复合材料类型的绳类零件都应用在各个生产领域。可以对绳类零件的整个拉伸及疲劳过程进行全程的测量和监控。采用更换不同形式的夹具对绳类等试验件进行夹持和测试，通过对实验数据的分析进行绳类零件寿命的判断；并可以通过更换夹具的连接方式进行减振器的模拟测试试验。
尤其是现在海上作业需要稳定船身时和停船靠岸时都需要绳类件进行固定，由于海水具有腐蚀性，特别是对金属材料类的绳类零件的腐蚀影响到使用寿命，而且金属材料本身比较笨重，操作起来比较麻烦，这就要求新的耐腐蚀、重量轻可以承受大载荷的材料制成的绳类零件来代替比较笨重的金属材料，该种材料研制成功，可以对中国海油的海上作业提供很大的方便，做出巨大的贡献。鉴于以上的原因，必须进行该种材料的研究，同时也需要相关的试验设备对其进行测试，由于该种材料的应用环境特殊，经常受到海水的冲击和腐蚀，鉴于诸多元素研制开发了结构非线性疲劳损伤测试系统，该系统可以用于对新的研究的绳类材料进行性能及寿命的测试。 
发明内容
本发明提供一种结构非线性疲劳损伤测试系统，以解决金属材料类的绳类零件在特殊环境工作时性能及寿命的测试问题。
本发明的技术方案是：动态摆轮支架与整机地基固定导轨固定连接，动态部分支架通过加固梁与动态摆轮支架固定连接，并与变频电机地基固定导轨和整机地基固定导轨固定连接，构成整体的闭合框架，动态部分定位块与动态部分支架固定连接，T型丝杠通过T型丝杠轴承固定座与移动横梁和同步带轮一固定连接，偏心轮位置调整支撑与摆轮固定连接，偏心轮调整丝杠的两端分别与偏心轮位置调整支撑和摆杆移动座固定连接，偏心轮摆杆与摆杆移动座固定连接，摆杆移动座通过T型块与摆轮固定连接，摆轮摆轴与圆锥滚子轴承套接, 圆锥滚子轴承与摆轮支架转动连接, 伺服电机与静态部分支架固定连接,同步带轮二与伺服电机转动连接,同步带与T型丝杠上同步带轮一和伺服电机上同步带轮二绕接, 同步带涨紧轮与静态部分支架固定连接，同步带与同步带涨紧轮绕接, 距离调整轮机构与静态部分支架固定连接, 支撑螺钉穿过距离调整轮机构与静态部分支架的底板螺纹连接, 导向固定块通过螺钉与整机地基固定导轨固定连接，负荷传感器与移动横梁固定连接，拉线式光电编码器与移动横梁固定连接，绳类夹具左端通过负荷传感器锁紧螺钉与负荷传感器固定连接，绳类夹具右端与偏心轮移动平台固定连接，直线导轨副与动态部分支架固定连接，偏心轮移动平台与直线导轨副滑动连接，摆轮摆轴与变频调速电机转动连接。
本发明的优点在于：结构新颖，该结构采用卧式形式进行加载，整体试验空间较大，可以通过调整静态部分支架上的距离调整轮机构和支撑螺钉进行试样的位置调整，方便调整试验空间距离，适合于不同的试验件尺寸的试验，可调整范围较大，并方便安装试验件；通过将动态部分定位块固定，通过控制伺服电机可以实现对金属材料和非金属材料进行单向加载及拉伸试验，测试材料的载荷和寿命极限，动态部分定位块可以实现对在试验过程中加载对摆轮摆轴和变频调速电机产生的影响；可以通过伺服电机对绳类试样载荷均值的实时控制，保证试验的稳定可靠，并可以实时显示负荷传感器的载荷变化和拉线式光电编码器的位移变化量，并对试验次数及载荷变化、位移变化进行实时的记录，测试绳类试样的承载极限及寿命极限。动态部分可以通过相关的专用夹具连接对减振器进行模拟测试试验，检测减振器的寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的右视图；
图3是图1的俯视图。
具体实施方式
动态摆轮支架1与整机地基固定导轨20固定连接，动态部分支架2通过加固梁30与动态摆轮支架1固定连接，并与变频电机地基固定导轨14和整机地基固定导轨20固定连接，构成整体的闭合框架，动态部分定位块3与动态部分支架2固定连接，T型丝杠4通过T型丝杠轴承固定座26与移动横梁22和同步带轮一7固定连接，偏心轮位置调整支撑8与摆轮11固定连接，偏心轮调整丝杠9的两端分别与偏心轮位置调整支撑8和摆杆移动座10固定连接，偏心轮摆杆31与摆杆移动座10固定连接，摆杆移动座10通过T型块33与摆轮11固定连接，摆轮摆轴13与圆锥滚子轴承12套接, 圆锥滚子轴承12与摆轮支架1转动连接, 伺服电机15与静态部分支架5固定连接,同步带轮二34与伺服电机15转动连接,同步带16与T型丝杠4上同步带轮一7和伺服电机15上同步带轮二34绕接, 同步带涨紧轮21与静态部分支架5固定连接，同步带16与同步带涨紧轮21绕接, 距离调整轮机构17与静态部分支架5固定连接, 支撑螺钉19穿过距离调整轮机构17与静态部分支架5的底板螺纹连接, 导向固定块18通过螺钉与整机地基固定导轨20固定连接，负荷传感器23与移动横梁22固定连接，拉线式光电编码器6与移动横梁22固定连接，绳类夹具左端25通过负荷传感器锁紧螺钉24与负荷传感器23固定连接，绳类夹具右端27与偏心轮移动平台28固定连接，直线导轨副29与动态部分支架2固定连接，偏心轮移动平台28与直线导轨副29滑动连接，摆轮摆轴13与变频调速电机32转动连接。
结构非线性疲劳损伤测试系统是绳类试样35固定在主机两端的绳类专用夹具上，根据绳类试样35的长度不同调整静态部分支架5上的距离调整轮机构17和支撑螺钉19进行位置的调整，如果试样的变化距离较小，可以通过伺服电机15调整T型丝杠4的位置进行较小距离的调整试验。通过偏心轮调整丝杠9来确定偏心轮移动平台28移动的距离，将各部件调整好并固定偏心轮位置调整支撑8，通过控制伺服电机15对绳类试样35进行载荷的加载，观察负荷传感器23的载荷变化，达到一定载荷后，变频调速电机32开始工作，带动摆轮11和偏心轮摆杆31使偏心轮移动平台28进行往复运动。在运动过程中实时对试验载荷的均值进行控制，保证试样在试验过程中均值的稳定并显示负荷传感器23的载荷变化和拉线式光电编码器6的位移变化量，并对试验次数及载荷变化、位移变化进行实时的记录，测试绳类试样35的承载极限及寿命极限。

Claims (1)

1.一种结构非线性疲劳损伤测试系统，其特征在于：动态摆轮支架与整机地基固定导轨固定连接，动态部分支架通过加固梁与动态摆轮支架固定连接，并与变频电机地基固定导轨和整机地基固定导轨固定连接，构成整体的闭合框架，动态部分定位块与动态部分支架固定连接，T型丝杠通过T型丝杠轴承固定座与移动横梁和同步带轮一固定连接，偏心轮位置调整支撑与摆轮固定连接，偏心轮调整丝杠的两端分别与偏心轮位置调整支撑和摆杆移动座固定连接，偏心轮摆杆与摆杆移动座固定连接，摆杆移动座通过T型块与摆轮固定连接，摆轮摆轴与圆锥滚子轴承套接, 圆锥滚子轴承与摆轮支架转动连接, 伺服电机与静态部分支架固定连接,同步带轮二与伺服电机转动连接,同步带与T型丝杠上同步带轮一和伺服电机上同步带轮二绕接, 同步带涨紧轮与静态部分支架固定连接，同步带与同步带涨紧轮绕接, 距离调整轮机构与静态部分支架固定连接, 支撑螺钉穿过距离调整轮机构与静态部分支架的底板螺纹连接, 导向固定块通过螺钉与整机地基固定导轨固定连接，负荷传感器与移动横梁固定连接，拉线式光电编码器与移动横梁固定连接，绳类夹具左端通过负荷传感器锁紧螺钉与负荷传感器固定连接，绳类夹具右端与偏心轮移动平台固定连接，直线导轨副与动态部分支架固定连接，偏心轮移动平台与直线导轨副滑动连接，摆轮摆轴与变频调速电机转动连接。
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