CN107389440A - 一种双轴疲劳试验夹具 - Google Patents

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Abstract

一种双轴疲劳试验夹具，其特征在于：由两个转臂活动连接于一个T形或十字形支架的两个羽翼上构成T形夹具接头和十字形夹具接头，由两个T形夹具接头和两个十字形夹具接头的转臂首尾相连构成活动的四边形框架，十字形夹具接头的一个转臂上分别连接一个夹具夹头，十字形夹具接头的另一个转臂连接单轴疲劳试验机。本发明可以利用传统的单轴疲劳试验机实现双轴拉压疲劳试验。夹具的物理构造决定了x、y方向上载荷频率的严格一致，避免了双轴疲劳试验机中出现的同步问题。原理简单，结构清晰，方便使用。可以非常方便地根据试样的尺寸更换延长杆。

Description

一种双轴疲劳试验夹具
技术领域
本发明为涉及材料及连接结构的疲劳性能S-N曲线、断裂力学中裂纹扩展试验等试验领域的一种双轴疲劳试验辅助系统,尤其是涉及一种双疲劳试验夹具。
背景技术
目前在研究材料或焊接接头、铆接接头等连接结构的疲劳性能时，一般通过单轴疲劳试验、裂纹扩展试验等来获取试验数据。然而，在实际应用中，材料或连接结构的应力状态有时候不是单轴的。而常规手段中会用各种强度准则将多轴应力等效或换算成单轴应力进行研究。这种方法具有很大的局限性。
虽然目前也有专用于双轴或多轴疲劳试验的测试系统，但这些试验设备往往成本高昂，并且通用性不佳。在这些试验设备上，不同方向上的载荷需通过一套辅助系统来进行同步，这进一步增加了测试系统的复杂性。
发明内容
本发明提供了一种双轴疲劳试验夹具，该试验夹具由三部分组成：夹具接头、夹具夹头与延长杆，结构简单，使用方便，利用单轴疲劳试验机也可以实现双轴拉压疲劳试验，避免了双轴疲劳试验机中出现的同步问题。该试验夹具可直接与单轴拉压-拉拉疲劳试验机进行连接，实现双轴疲劳试验。
为实现上述发明目的，本发明提供一种双轴疲劳试验夹具，其特征在于：由两个转臂活动连接于一个T形或十字形支架的两个羽翼上构成T形夹具接头和十字形夹具接头，由两个T形夹具接头和两个十字形夹具接头的转臂首尾相连构成活动的四边形框架，十字形夹具接头的一个转臂上分别连接一个夹具夹头，十字形夹具接头的另一个转臂连接单轴疲劳试验机。
所述的夹具接头的两个转臂都是由直臂和U形臂两部分构成，其中两个转臂的U形臂部分套接，并通过T形架或十字形架的羽翼连接。
所述的四边形框架的每个边框上相连的转臂之间连接有延长杆，用以适合不同试样的尺寸。
本发明的有益效果是：
1、可以利用传统的单轴疲劳试验机实现双轴拉压疲劳试验。由于双轴疲劳试验机与单轴疲劳试验机构造完全不同，以前如果希望进行双轴疲劳试验，则需在专用的双周疲劳试验机上进行。通过该发明，利用单轴疲劳试验机也可以实现双轴拉压疲劳试验。
2、夹具的物理构造决定了x、y方向上载荷频率的严格一致，避免了双轴疲劳试验机中出现的同步问题。
3、夹具原理简单，结构清晰，方便使用。
4、可以非常方便地根据试样的尺寸更换延长杆。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的试样安装示意图；
图3是本发明中T形架夹具接头的结构示意图；
图4是图3的左视图；
图5是十字形架夹具接头的结构示意图；
图6是图5的左视图；
图7是本发明夹具夹头的结构示意图；
图8是图7的左视图；
图9是本发明延长杆的结构示意图；
图10是图9的左视图。
具体实施方式
参照图1-图2，本发明由两个转臂3、4活动连接于一个T形支架1或十字形支架2上构成T形夹具接头和十字形夹具接头，由两个T形夹具接头和两个十字形夹具接头的转臂首尾相连构成活动的四边形框架，十字形夹具接头位于上下两端，T形夹具接头位于左右两端，4个夹具接头分别连接一个夹具夹头5，十字形夹具接头另一端连接单轴疲劳试验机，试样7分别与4个夹具夹头2连接。四边形框架的每个边框上相连的转臂之间连接有延长杆6，用以适合不同试样的尺寸。
参照图3、图4，T形夹具接头由T形支架1和两个转臂构成，上转臂由直臂301和U形臂302两部分构成，下转臂由直臂401和U形臂402两部分构成，U形臂302套在U形臂402外，并通过T形支架1贯穿连接，连接后通过两端的止挡10紧固，T形支架1的末端设有连接法兰8，用于连接夹具夹头，9是垫片。为了安装方便，U形臂302和402为分体结构。
参照图5、图6，把T形夹具接头中的T形支架1换成十字形支架2，其余不变。
参照图7、图8，夹具夹头由连接法兰11、荷重传感器12、传递杆13、卡具构成，荷重传感器一端安装在连接法兰中，另一端与传递杆相连。卡具由两个锯齿边相对的卡块14构成设置于传递杆内，通过螺栓夹紧试件。在组合使用时，夹具夹头的法兰与夹具接头的法兰对接。
参照图9、图10，延长杆由钢管15两端安装连接法兰16构成，连接法兰用于连接夹具接头的转臂，以适应不同的试件。
试样为十字形，十字的四端分别夹持于四个夹具夹头，用螺栓紧固。可以根据试样的大小，选取适宜尺寸的延长杆。对传递杆的长度进行微调，可以改变试样在x方向上的预加载荷。载荷大小可以从与传递杆相连的荷重传感器读出。
在进行试验时，由于y方向与试验机相连，如果y方向受到压缩，则x方向受到拉伸，反之亦然。x方向与y方向的载荷频率严格相等。

Claims (3)

1.一种双轴疲劳试验夹具，其特征在于：由两个转臂活动连接于一个T形或十字形支架的两个羽翼上构成T形夹具接头和十字形夹具接头，由两个T形夹具接头和两个十字形夹具接头的转臂首尾相连构成活动的四边形框架，十字形夹具接头的一个转臂上分别连接一个夹具夹头，十字形夹具接头的另一个转臂连接单轴疲劳试验机。
2.根据权利要求1所述的一种双轴疲劳试验夹具，其特征在于：所述的夹具接头的两个转臂都是由直臂和U形臂两部分构成，其中两个转臂的U形臂部分套接，并通过T形架或十字形架的羽翼连接。
3.根据权利要求1所述的一种双轴疲劳试验夹具，其特征在于：所述的四边形框架的每个边框上相连的转臂之间连接有延长杆。
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