CN105334121A - 一种材料疲劳强度测试装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种材料疲劳强度测试装置及测试方法，所述装置包括设置在长方体测试槽(1)侧壁上的喷嘴(2)，所述喷嘴(2)内设长方形的喷口(3)，所述长方体测试槽(1)底部还设置传动螺杆(4)和滑轨(9)，所述传动螺杆(4)和滑轨(9)上用于安装待测材料制成的簧片(5)的基座或虎钳(8)正对喷口(3)。本发明能够快速地对材料的疲劳强度进行判定，测试速度快，结构简单，成本低。

Description

一种材料疲劳强度测试装置及测试方法
技术领域
本发明属于材料测试技术领域，具体地，本发明涉及一种材料疲劳强度测试装置及测试方法。
背景技术
疲劳强度是指材料在多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力，又称为疲劳极限。疲劳破坏是零件失效的主要原因之一。据有关文献报道，在零件失效中大约有80％以上属于疲劳破坏，而且疲劳破坏前没有明显的变形，所以疲劳破坏经常造成重大事故，所以对于轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件要选择疲劳强度较好的材料来制造。
疲劳强度的测试通常可分为高周疲劳、低周疲劳、热疲劳、冲击疲劳、腐蚀疲劳、接触疲劳、声致疲劳、真空疲劳、高温疲劳、常温疲劳、低温疲劳、旋转弯曲疲劳、平面弯曲疲劳、轴向加载疲劳、扭转疲劳、复合应力疲劳等。材料疲劳强度的测试方法可以分为单根常规试验法、成组常规试验法、升降法、金属扭应力疲劳试验方法、P-S-N曲线的测定方法、显微疲劳试验方法等，上述方法在测试时往往需要复杂的测试设备，成本高，操作复杂，不适用于仅仅需要对材料进行疲劳强度的初步判断。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种材料疲劳强度测试装置，该装置能够快速地对材料的疲劳强度进行判定，测试速度快，结构简单，成本低。
为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种材料疲劳强度测试装置，所述装置包括设置在长方体测试槽1侧壁上的喷嘴2，所述喷嘴2内设长方形的喷口3，所述长方体测试槽1底部还设置传动螺杆4和滑轨9，所述传动螺杆4和滑轨9上用于安装待测材料制成的簧片5的基座或虎钳8正对喷口3。
优选地，所述喷口3的长度小于簧片5的宽度。采用该设计能较好地利用流体的能量。
优选地，所述基座或虎钳8和簧片5是通过螺钉6和压块7固定连接，本领域技术人员也可以选择其他的固定连接方式。
优选地，所述待测材料为金属材料。本领域技术人员也可以根据需要选择其他待测材料。
本发明的传动螺杆手动可以调节基座或虎钳上所安装簧片与喷口之间的距离，从而可使簧片产生强烈的振动。
本发明还提供了一种材料疲劳强度测试方法，所述方法包括以下步骤：
1)将待测材料制成簧片，将所制成的簧片通过螺钉和压块固定于传动螺杆和滑轨上的基座或虎钳上，使簧片正对喷口；
2)调整喷嘴流体的工作压力为2-12kg/cm2，控制相同强度的流体经过喷口，喷射到簧片上；
3)保持喷嘴流体的工作压力，调节簧片至喷口的距离使簧片产生强烈振动，同时计时，根据簧片因超声振动断裂的时间确定待测材料的疲劳强度相对值。
优选地，所述流体为气体或液体。
本发明巧妙地利用簧片哨的基本结构用于快速测定材料的疲劳强度的相对值，结构简单，成本低，适用于需要快速简单对材料疲劳强度进行判定的情况。
附图说明
图1为本发明材料疲劳强度测试装置的结构示意图；
图2为图1中A-A剖面图；
图3为为图1的B向局部视图；
附图标记：1、测试槽；2、喷嘴；3、喷口；4、传动螺杆；5、簧片；6、螺钉；7、压块；8、基座或虎钳；9、滑轨。
具体实施方式
下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
如图1、图2、图3所示，一种材料疲劳强度测试装置，所述装置包括设置在长方体测试槽1侧壁上的喷嘴2，所述喷嘴2内设长方形的喷口3，所述长方体测试槽1底部还设置传动螺杆4和滑轨9，所述传动螺杆4和滑轨9上用于安装待测材料制成的簧片5的基座或虎钳8正对喷口3。
所述喷口3的长度小于簧片5的宽度。
所述传动螺杆4上安装待测簧片的基座或虎钳8和簧片5是通过螺钉6和压块7固定连接。
所述待测材料为金属材料。
实施例2
一种材料疲劳强度测试方法，所述方法包括以下步骤：
1)将待测材料制成簧片，将所制成的簧片通过螺钉和压块固定于传动螺杆和滑轨上的基座或虎钳上，使簧片正对喷口；
2)调整喷嘴流体的工作压力为2-12kg/cm2，控制相同强度的流体经过喷口，喷射到簧片上；
3)保持喷嘴流体的工作压力，调节簧片至喷口的距离使簧片产生强烈振动，同时计时，根据簧片因超声振动断裂的时间确定待测材料的疲劳强度相对值。
实施效果
采用实施例1和2的装置和方法分别对采用各种金属材料制作的相同规格的簧片进行疲劳强度测试，可以得到疲劳强度相对值。显然，随着簧片频率的增加，单位时间内簧片材料承受应力循环次数将增加，测试时间将缩短，在簧片频率千赫级范围，在其他条件适当时，测试时间应可缩短至一般测试方法的二十到二百分之一，簧片频率可根据实际情况选取。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种材料疲劳强度测试装置，其特征在于，所述装置包括设置在长方体测试槽(1)侧壁上的喷嘴(2)，所述喷嘴(2)内设长方形的喷口(3)，所述长方体测试槽(1)底部还设置传动螺杆(4)和滑轨(9)，所述传动螺杆(4)和滑轨(9)上用于安装待测材料制成的簧片(5)的基座或虎钳(8)正对喷口(3)。
2.根据权利要求1所述的材料疲劳强度测试装置，其特征在于，所述喷口(3)的长度小于簧片(5)的宽度。
3.根据权利要求1所述的材料疲劳强度测试装置，其特征在于，所述基座或虎钳(8)和簧片(5)是通过螺钉(6)和压块(7)固定连接。
4.根据权利要求1所述的材料疲劳强度测试装置，其特征在于，所述待测材料为金属材料。
5.一种材料疲劳强度测试方法，所述方法包括以下步骤：
1)将待测材料制成簧片，将所制成的簧片通过螺钉和压块安装于传动螺杆和滑轨上的基座或虎钳上，使簧片正对喷口；
2)将长方体测试槽充满流体，通过流体循环泵，调整流体的喷嘴工作压力为2-12kg/cm2，控制相同强度的流体经过喷口，喷射到簧片上；
3)保持喷嘴流体的工作压力，调节簧片至喷口的距离使簧片产生强烈振动，同时计时，根据簧片因超声振动断裂的时间确定待测材料的疲劳强度相对值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述流体为气体或液体。
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