CN104833598B - 一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统 - Google Patents
一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104833598B CN104833598B CN201510225456.2A CN201510225456A CN104833598B CN 104833598 B CN104833598 B CN 104833598B CN 201510225456 A CN201510225456 A CN 201510225456A CN 104833598 B CN104833598 B CN 104833598B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hole
- overarm
- sliding block
- metal material
- observation system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统，属于实验观测系统领域。一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统，包括原位双向拉压疲劳试验机、摄像机、固定支架和电脑；所述摄像机通过固定支架悬空固定在原位双向拉压疲劳试验机的上方，所述固定支架具有水平方向和垂直方向的调节功能；所述电脑与摄像机相连，用于存储摄像机拍摄的试验过程。使用本发明对属材料的疲劳裂纹进行观测，可有效提高整个检测过程的稳定性，且本发明移动方便，易拆卸，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属材料的裂纹检测系统，特别涉及一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统。
背景技术
众所周知，金属疲劳失效是导致工程结构和机械失效的主要原因之一。金属材料发生疲劳的完整过程是在循环应力的作用下形成裂纹，裂纹扩展并且最终达到断裂所需的临界尺寸的过程。因此，金属材料疲劳机理包涵着在交变应力作用下金属材料中裂纹萌生和稳定扩展的机理，从而需要对裂纹萌生和稳定扩展进行精确的分析，以便于准确监测统计材料的疲劳寿命并完整分析金属疲劳失效过程。常用的测试方法是，通过实时测量金属疲劳交变载荷作用下所产生裂纹长度的变化的疲劳裂纹扩展实验，来评估金属材料的疲劳性能。目前国际标准规定的主要有三点弯曲疲劳裂纹扩展速率实验和预制裂纹的紧凑拉伸(CT)试验，通常金属疲劳裂纹的扩展沿着预制裂纹方向发展，可以准确地测量裂纹长度。
使用传统的显微镜观察和复型法监测裂纹的萌生和扩展需要由人工操作来完成，不仅工作效率低而且容易受到检测人员主观因素的影响，既不能保证检测的效率和精度要求，又不能满足实验的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供了一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统，可以更直观、精确、实时地分析裂纹扩展过程中的一些规律，还可以方便地对试验数据进行归档。
本发明的目的是这样实现的：
一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统，包括原位双向拉压疲劳试验机、摄像机、固定支架和电脑；
所述摄像机通过固定支架悬空固定在原位双向拉压疲劳试验机的上方，所述固定支架具有水平方向和垂直方向的调节功能；
所述电脑与摄像机相连，用于存储摄像机拍摄的试验过程。
其中，所述固定支架包括矩形的底座,该底座自其前边沿向内开有矩形凹口，自其后边沿的中心向后水平凸伸出矩形的连接平台，在连接平台和底座的相交处开有矩形的嵌入孔；所述嵌入孔内设有滑块，该滑块可在嵌入孔内作前后移动；所述滑块上固定有垂直的支撑管；所述支撑管的顶部套有向前水平凸伸的悬梁，所述悬梁可沿支撑管作上下移动，其前端固定有摄像机。
其中，所述嵌入孔的后侧壁的中心开有前后贯通的螺纹孔，所述滑块的中心开有与所述螺纹孔的孔径和螺纹相同的前后贯通的定位孔，所述滑块放置在嵌入孔内，通过长螺杆依次穿过螺纹孔和定位孔将滑块和底座相连，并通过旋转长螺杆使滑块在嵌入孔内作前后移动。
其中，所述嵌入孔的左右两内侧壁的横截面呈向外凹陷的半圆形，所述滑块的左右两侧壁的横截面呈向内凹陷的半圆形，所述滑块放入嵌入孔内后，其左右相交处各形成一个圆柱形空腔，所述嵌入孔的后侧壁上对应于两个圆柱形空腔的位置各开有一个圆柱形通孔，所述两个圆柱形空腔分别与两个圆柱形通孔相通形成中空的销孔，所述销孔内安装有定位销。
其中，所述悬梁通过手摇柄套在所述支撑管的顶部，所述悬梁靠近其末端处开有圆形的套口；所述支撑管为圆柱形；所述手摇柄包括套管和与套管的顶部相连的水平手柄，所述套管的外径与悬梁的套口相匹配，其内径与支撑管的直径相匹配；
所述悬梁通过套口固套在手摇柄的套管外，再通过套管套装在支撑管的顶部；转动手摇柄使手摇柄连带悬梁一起沿支撑管作上下移动。
其中，所述悬梁的前端设有可容纳摄像机镜头的套孔，该套孔的侧壁上还开有一对对称的紧固螺纹孔。
其中，所述滑块上固定有方形垫片，该方形垫片的中心开有可容纳支撑管的圆孔，所述支撑管通过其底端插入到方形垫片的圆孔中进行固定；
其中，所述方形垫片的一边自其中心往圆孔的中心方向开有一条间隙，所述间隙两侧的方形垫片上开有与间隙垂直并相通的一对紧固螺纹孔；所述悬梁的末端自其中心往套口方向开有一条细缝，所述细缝两侧的悬梁上也开有与细缝垂直并相通的一对紧固螺纹孔。
本发明的有益效果为：使用本发明对金属材料的疲劳裂纹进行观测，可有效提高整个检测过程的稳定性，且本发明移动方便，易拆卸，成本低。
附图说明
图1本发明的结构图。
图2为固定支架的底座结构图。
图3为固定支架的滑块结构图。
图4为固定支架的手摇柄结构图。
图5为固定支架的悬梁结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统，包括原位双向拉压疲劳试验机1、摄像机2、固定支架3和电脑4。摄像机2通过固定支架3悬空固定在原位双向拉压疲劳试验机1的上方，固定支架3具有水平方向和垂直方向的调节功能。电脑4与摄像机2相连，用于存储摄像机2拍摄的试验过程。其中，原位双向拉压疲劳试验机1可以使用的试验波形有正弦波、三角波、梯形波、块波等，且具有在线数据分析功能。
固定支架3包括底座31、滑块32、支撑管33、悬梁34和手摇柄35。
如图2所示，底座31为矩形，该底座31自其前边沿向内开有矩形凹口311，自其后边沿的中心向后水平凸伸出矩形的连接平台312，在连接平台312和底座31的相交处开有矩形的嵌入孔313，底座31的底部还装有四个底脚。
嵌入孔313内设有如图2所示的滑块32，嵌入孔313的后侧壁的中心开有前后贯通的螺纹孔314，滑块32的中心开有与螺纹孔314的孔径和螺纹相同的前后贯通的定位孔321。通过长螺杆依次穿过螺纹孔314和定位孔321将滑块32和底座31相连，并通过旋转长螺杆使滑块32在嵌入孔313内作前后移动。
嵌入孔313的左右两内侧壁的横截面呈向外凹陷的半圆形。滑块32的左右两侧壁的横截面呈向内凹陷的半圆形，滑块32放入嵌入孔313内后，其左右相交处各形成一个圆柱形空腔，嵌入孔313的后侧壁上对应于两个圆柱形空腔的位置各开有一个圆柱形通孔315，两个圆柱形空腔分别与两个圆柱形通孔315相通形成中空的销孔。销孔内安装有定位销，将滑块32限定在嵌入孔313，并保证其在水平面上作前后移动。
滑块32上通过六角螺栓固定有方形垫片，该方形垫片的中心开有圆孔，支撑管33通过其底端插入到方形垫片的圆孔中与底座1固定连接。方形垫片的一边自其中心往圆孔的中心方向开有一条大约2mm的间隙，间隙两侧的方形垫片上开有与间隙垂直并相通的一对紧固螺纹孔，该紧固螺纹孔设有短螺杆，通过转动短螺杆缩小圆孔，从而对支撑管33进行紧固。为减轻固定支架的重量和节约成本，这里将支撑管33加工成中空形状。
悬梁34通过手摇柄35套在圆柱形的支撑管33的顶部。
如图5所示，悬梁34靠近其末端处开有圆形的套口341。如图4所示，手摇柄35包括套管351和与套管351的顶部相连的水平手柄352，该水平手柄352呈半圆柱形，以增强手握的舒适度。套管351的外径与悬梁34的套口341相匹配，其内径与支撑管33的直径相匹配。悬梁34通过套口341固套在手摇柄35的套管351外，再通过套管351套装在支撑管33的顶部。转动手摇柄35使手摇柄35连带悬梁34一起沿支撑管33作上下移动。
如图5所示，悬梁34的末端自其中心往套口341方向开有一条约2mm的细缝342，细缝342两侧的悬梁34上也开有与细缝342垂直并相通的一对紧固螺纹孔343，该紧固螺纹孔343内设有短螺杆，通过转动短螺杆加强悬梁34与手摇柄35之间连接。
悬梁34的前端设有可容纳摄像机2镜头的套孔344，该套孔344的侧壁上还开有一对对称的紧固螺纹孔343，摄像机2的镜头伸入套孔344内后，紧固螺纹孔343内装上六角螺母，通过将六角螺母往摄像机2的镜头方向拧动以固定摄像机2的镜头。
使用本发明对金属材料进行检测时，先将固定支架放置在原位双向拉压疲劳试验机上，将摄像机的镜头固定在悬梁的前端，并将摄像机与电脑相连，以存储拍摄的试验过程。
保持摄像机的镜头与原位双向拉压疲劳试验机相平行，转动长螺杆使滑块在嵌入孔内作前后移动，以实现镜头在水平前后方向的位置调节；转动手摇柄使悬梁沿支撑管作上下移动，以实现镜头在垂直方向的位置调节。
调整好摄像机镜头的位置后，便可打开原位双向拉压疲劳试验机、摄像机和电脑，进行金属材料疲劳裂纹扩展实验的观测。通过电脑可以实现精确、直观、清晰、实时地对疲劳裂纹的萌生和扩展进行观测。本发明具有结构合理简洁，成本较低，稳定性高，精度高等优点。
Claims (7)
1.一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统，包括原位双向拉压疲劳试验机(1)、摄像机(2)、固定支架(3)和电脑(4)；
所述摄像机(2)通过固定支架(3)悬空固定在原位双向拉压疲劳试验机(1)的上方，所述固定支架(3)具有水平方向和垂直方向的调节功能；
所述电脑(4)与摄像机(2)相连，用于存储摄像机(2)拍摄的试验过程；
所述固定支架(3)包括矩形的底座(31)，该底座(31)自其前边沿向内开有矩形凹口(311)，自其后边沿的中心向后水平凸伸出矩形的连接平台(312)，在连接平台(312)和底座(31)的相交处开有矩形的嵌入孔(313)；所述嵌入孔(313)内设有滑块(32)，该滑块(32)可在嵌入孔(313)内作前后移动；所述滑块(32)上固定有垂直的支撑管(33)；所述支撑管(33)的顶部套有向前水平凸伸的悬梁(34)，所述悬梁(34)可沿支撑管(33)作上下移动，其前端固定有摄像机(2)。
2.根据权利要求1所述的一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统，其特征在于，所述嵌入孔(313)的后侧壁的中心开有前后贯通的螺纹孔(314)，所述滑块(32)的中心开有与所述螺纹孔(314)的孔径和螺纹相同的前后贯通的定位孔(321)，所述滑块(32)放置在嵌入孔(313)内，通过长螺杆依次穿过螺纹孔(314)和定位孔(321)将滑块(32)和底座(31)相连，并通过旋转长螺杆使滑块(32)在嵌入孔(313)内作前后移动。
3.根据权利要求2所述的一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统，其特征在于，所述嵌入孔(313)的左右两内侧壁的横截面呈向外凹陷的半圆形，所述滑块(32)的左右两侧壁的横截面呈向内凹陷的半圆形，所述滑块(32)放入嵌入孔(313)内后，其左右相交处各形成一个圆柱形空腔，所述嵌入孔(313)的后侧壁上对应于两个圆柱形空腔的位置各开有一个圆柱形通孔(315)，所述两个圆柱形空腔分别与两个圆柱形通孔(315)相通形成中空的销孔，所述销孔内安装有定位销。
4.根据权利要求1所述的一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统，其特征在于，所述悬梁(34)通过手摇柄(35)套在所述支撑管(33)的顶部，所述悬梁(34)靠近其末端处开有圆形的套口(341)；所述支撑管(33)为圆柱形；所述手摇柄(35)包括套管(351)和与套管(351)的顶部相连的水平手柄(352)，所述套管(351)的外径与悬梁(34)的套口(341)相匹配，其内径与支撑管(33)的直径相匹配；
所述悬梁(34)通过套口(341)固套在手摇柄(35)的套管(351)外，再通过套管(351)套装在支撑管(33)的顶部；转动手摇柄(35)使手摇柄(35)连带悬梁(34)一起沿支撑管(33)作上下移动。
5.根据权利要求4所述的一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统，其特征在于，所述悬梁(34)的前端设有可容纳摄像机(2)镜头的套孔(344)，该套孔(344)的侧壁上还开有一对对称的紧固螺纹孔(343)。
6.根据权利要求5所述的一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统，其特征在于，所述滑块(32)上固定有方形垫片，该方形垫片的中心开有可容纳支撑管(33)的圆孔，所述支撑管(33)通过其底端插入到方形垫片的圆孔中进行固定。
7.根据权利要求6所述的一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统，其特征在于，所述悬梁(34)的末端自其中心往套口(341)方向开有一条细缝(342)，所述细缝(342)两侧的悬梁(34)上也开有与细缝(342)垂直并相通的一对紧固螺纹孔(343)；所述方形垫片的一边自其中心往圆孔的中心方向开有一条间隙，所述间隙两侧的方形垫片上开有与间隙垂直并相通的一对紧固螺纹孔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510225456.2A CN104833598B (zh) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | 一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510225456.2A CN104833598B (zh) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | 一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104833598A CN104833598A (zh) | 2015-08-12 |
| CN104833598B true CN104833598B (zh) | 2018-01-30 |
Family
ID=53811619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510225456.2A Active CN104833598B (zh) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | 一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104833598B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108845376A (zh) * | 2016-04-11 | 2018-11-20 | 金祝英 | 一种金属探测器安装机构 |
| CN107167379A (zh) * | 2017-06-24 | 2017-09-15 | 天津大学 | 一种原位双轴裂纹扩展路径自动跟踪测量系统及测量方法 |
| CN108375515B (zh) * | 2018-01-25 | 2020-04-28 | 北京工业大学 | 一种获取铝合金板件搅拌摩擦焊接头疲劳小裂纹萌生及扩展形貌的实验方法 |
| CN111929146B (zh) * | 2020-06-18 | 2023-06-13 | 广东石油化工学院 | 一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测装置 |
| CN113125261A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-16 | 海南大学 | 一种能实时检测橡胶果裂纹产生过程的检测装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101666740A (zh) * | 2009-09-28 | 2010-03-10 | 清华大学 | 一种微尺度动态响应测量装置 |
| CN201569606U (zh) * | 2010-01-06 | 2010-09-01 | 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 | 一种损伤容限试验裂纹检测装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9418496B2 (en) * | 2009-02-17 | 2016-08-16 | The Boeing Company | Automated postflight troubleshooting |
| CN102692347A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-09-26 | 浙江工业大学 | 疲劳裂纹扩展试验摄像头自动调整图像采集装置及方法 |
| CN102679931B (zh) * | 2012-05-10 | 2015-05-06 | 上海大学 | 原位测量疲劳裂纹扩展长度的新方法 |
| CN203720110U (zh) * | 2014-03-04 | 2014-07-16 | 东北林业大学 | 一种任意角度实时成像的木材无损检测装置 |
-
2015
- 2015-05-05 CN CN201510225456.2A patent/CN104833598B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101666740A (zh) * | 2009-09-28 | 2010-03-10 | 清华大学 | 一种微尺度动态响应测量装置 |
| CN201569606U (zh) * | 2010-01-06 | 2010-09-01 | 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 | 一种损伤容限试验裂纹检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104833598A (zh) | 2015-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104833598B (zh) | 一种用于金属材料疲劳裂纹扩展的观测系统 | |
| CN203629977U (zh) | 一种金属丝弯折试验机 | |
| CN105300791B (zh) | 一种用于三维光弹性应力实验的试件加压装置 | |
| CN104198312B (zh) | 一种测量夹片硬度的工装 | |
| CN107314937B (zh) | 一种狭长空间内进行断裂韧性测试的装置及使用方法 | |
| CN206208512U (zh) | 一种紧固件疲劳试验工装 | |
| CN107063216A (zh) | 一种基于激光测量的孔挤压芯棒垂直度校准方法与装置 | |
| CN107328645B (zh) | 薄壁杆件试验装置和试验方法 | |
| CN102323279A (zh) | 基于x射线断层照相的原位加载装置 | |
| CN105378237B (zh) | 用于检测内燃机的缸盖中的气门座和气门导管的模块化系统 | |
| CN208487357U (zh) | 一种电缆ct扫描用支架 | |
| CN207730576U (zh) | 建筑用混凝土抗压实验机 | |
| CN205982052U (zh) | 一种螺钉固定锻件内孔无损检测快速定位装置 | |
| CN206410819U (zh) | 2mn静重叠加复合式力标准机 | |
| CN206132063U (zh) | 可伸缩测绘标杆 | |
| CN202101953U (zh) | 基于x射线断层照相的原位加载装置 | |
| CN211460217U (zh) | 用于烧伤实验的多功能测量器 | |
| CN209559172U (zh) | 一种复合制动鼓在线自动测量装置 | |
| CN209513423U (zh) | 一种管状部件硬度测量用夹具 | |
| CN106501354A (zh) | 一种便携式变径钻具外螺纹自动检测装置 | |
| CN206862258U (zh) | 一种压缩机转子座铸件检验用工装 | |
| CN209295854U (zh) | 一种自冲铆接头截面辅助测量装置 | |
| CN206496962U (zh) | 管材硬度测量专用支撑台 | |
| CN110514541A (zh) | 一种混凝土强度检测装置及其检测方法 | |
| CN201188103Y (zh) | 基于数字图像处理技术的水泥基材料收缩开裂图像采集装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |