CN114047064B - 一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置，包括测试座以及对称连接在所述测试座顶部两侧的安装板，所述测试座的顶部且位于两个所述安装板之间设置有测试机构，所述测试机构顶部的两侧均设置有夹紧机构；其中，所述测试机构包括支撑壳、测试台以及测试组件，所述测试台固定连接在所述支撑壳的顶部，所述测试组件设置在所述支撑壳上。本发明，方便对待检测工件进行夹紧固定，从而为工作人员提供了便利，且保证了对待检测工件夹持的稳定性，可以有效的避免待检测工件在测试过程中因夹持松动而造成的脱离，因此保证了检测工作的稳定运行，也因此避免了因工件脱离而发生危险，进而提高了使用的安全性。

Description

一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置

技术领域

本发明涉及疲劳断裂预测技术领域，具体来说，涉及一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置。

背景技术

疲劳断裂是指由于在局部应力集中或强度较低部位首先产生裂纹，裂纹随后扩展导致的断裂，疲劳极限：在一定条件下（1）纯弯曲；（2）完全对称循环；（3）应力幅恒定；（4）频率在3000-10000次/分；小试样有足够大的过渡圆角，表面经过抛光；由实验中得出的，在10的七次方周次下仍不断裂的最大应力；提高疲劳极限的途径主要有：在零件结构设计中尽量避免尖角、缺口和截面突变，以免产生应力集中而由此产生疲劳裂纹；提高零件表面加工质量，减少疲劳源；采用各种表面强化处理等。但在大型复杂结构件，由于工件较大的原因无法对全部材料进行表面强化处理，因此需要对疲劳裂纹扩展速率进行深入研究。

疲劳断裂纹扩展速率的预测需要用到检测装置对工件的拉力、压力等数据进行测量，但现有技术中的检测装置不便于对待检测工件进行夹紧固定，且对待检测工件夹持不稳定，因此容易导致测试过程中工件脱离，既影响工作人员的测量，又存在安全隐患。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置，方便对待检测工件进行夹紧固定，从而为工作人员提供了便利，且保证了对待检测工件夹持的稳定性，可以有效的避免待检测工件在测试过程中因夹持松动而造成的脱离，因此保证了检测工作的稳定运行，也因此避免了因工件脱离而发生危险，进而提高了使用的安全性，来解决上述问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置，包括：

测试座以及对称连接在所述测试座顶部两侧的安装板，所述测试座的顶部且位于两个所述安装板之间设置有测试机构，所述测试机构顶部的两侧均设置有夹紧机构；

其中，所述测试机构包括支撑壳、测试台以及测试组件，所述测试台固定连接在所述支撑壳的顶部，所述测试组件设置在所述支撑壳上；

所述测试组件由移动组件以及驱动组件构成；

所述移动组件包括调节螺栓，所述调节螺栓的两端均转动连接有安装轴承，且所述调节螺栓的两端均通过所述安装轴承转动安装在两个所述安装板的侧面，所述调节螺栓的表面安装有对称设置的螺纹套，所述调节螺栓的表面开设有对称设置的外螺纹，所述螺纹套的内圈上开设有与所述外螺纹相互啮合的内螺纹；

所述驱动组件包括固定连接在所述支撑壳侧面的伺服电机，所述伺服电机的输出轴活动贯穿所述支撑壳设置，并延伸至所述支撑壳的内部，所述伺服电机的输出轴上固定连接有主动轮，所述调节螺栓的表面且对应所述主动轮的位置设置有从动轮，且从动轮通过传动带与主动轮进行传动连接。

作为优选，所述夹紧机构由支撑组件、夹紧组件以及限位组件构成。

作为优选，支撑组件包括固定连接在所述螺纹套顶部的支撑杆，所述支撑杆的顶部固定连接有夹紧框，所述夹紧框的内壁上固定连接有第一防滑板，所述夹紧框的顶部开设有转槽，所述转槽的内壁上固定连接有转轴，所述夹紧框的侧面开设有通槽，所述夹紧框的侧面且对应所述通槽的位置固定连接有螺纹座，所述螺纹座上螺纹连接有与所述螺纹座相适配的限位螺栓。

作为优选，夹紧组件包括夹紧转板，所述夹紧转板上开设有安装槽，且所述夹紧转板通过所述安装槽转动安装在所述转轴上，所述夹紧转板上固定连接有丝套，所述丝套上螺纹连接有与所述丝套相互啮合的丝杠，所述丝杠的底部通过滚珠轴承转动连接有夹紧板，所述夹紧板的底部固定连接有第二防滑板，所述夹紧转板上还固定连接有环形限位板，且所述环形限位板的侧面开设有卡槽；所述夹紧板的顶部还固定连接有对称设置的限位伸缩杆，且所述限位伸缩杆的一端与所述夹紧转板的底部固定连接；限位组件包括固定连接在所述安装板侧面的安装座，所述安装座的另一侧固定连接有对称设置的限位滑杆，所述限位滑杆远离所述安装座的一端固定连接有防脱块。

作为优选，两个限位滑杆的表面均滑动连接有限位滑套，且两个限位滑套之间通过连杆固定连接，所述连杆远离所述安装座一侧的中心处固定连接有安装杆，且所述安装杆靠近所述夹紧框的一侧与所述夹紧框的侧面固定连接。

作为优选，所述测试组件还包括定位组件，所述定位组件包括转动安装在所述调节螺栓表面的限位轴承套，且所述限位轴承套的顶部与底部均通过固定杆固定连接在所述支撑壳的内壁上。

作为优选，所述测试组件还包括导向组件，所述导向组件包括导向杆，所述导向杆的一端与所述支撑壳的侧面固定连接，所述导向杆的另一端与所述安装板的侧面固定连接，所述导向杆的表面滑动连接有导向套。

作为优选，所述导向套内壁的顶部与底部均设置有限位滚珠，且所述限位滚珠与所述导向杆滚动连接。

作为优选，所述支撑杆顶部的两侧均通过加强筋与所述夹紧框的底部固定连接。

作为优选，所述丝杠的顶部固定连接有安装套，所述安装套上滑动连接有扳动杆；所述扳动杆的两端均固定连接有扳动把手；所述扳动把手的表面套设有防滑把套。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明设置的测试机构由支撑壳、测试台、移动组件以及驱动组件构成，通过驱动组件能够带动移动组件上的两个螺纹套进行相互靠近或者远离，从而能够实现对待检测工件的拉力以及压力测试，进而提高了本发明测试装置的实用性；

2、本发明设置的支撑组件由支撑杆、夹紧框、第一防滑板、转槽、转轴、通槽、螺纹座以及限位螺栓构成，夹紧组件由夹紧转板、安装槽、丝套丝杠、夹紧板、第二防滑板、环形限位板以及卡槽构成，通过转动设置的夹紧转板极大的方便了对待检测工件的初步压紧，然后通过可调节的夹紧板，方便对不同厚度的工件进行夹紧固定，且通过设置鄂齿形状的第一防滑板以及第二防滑板，能够增加与工件之间的摩擦力，进而大大提升了对工件夹紧的稳定性，避免测试过程中工件因夹持不稳定出现的脱离；

3、本发明设置的限位组件由安装座、限位滑杆、限位滑套、连杆以及安装杆构成，对支撑组件以及夹紧组件起到限位作用，增加了支撑组件以及夹紧组件带动夹紧固定的工件进行移动的稳定性，避免测试过程中出现偏斜，从而提高了测试的精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的疲劳断裂纹扩展速率预测装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的疲劳断裂纹扩展速率预测装置中测试机构的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的疲劳断裂纹扩展速率预测装置中测试组件的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的疲劳断裂纹扩展速率预测装置中导向组件的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的疲劳断裂纹扩展速率预测装置中夹紧机构的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的疲劳断裂纹扩展速率预测装置中支撑组件的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的疲劳断裂纹扩展速率预测装置中夹紧组件的结构示意图；

图8是根据本发明实施例的疲劳断裂纹扩展速率预测装置中限位组件的结构示意图。

图中：

1、测试座；2、安装板；3、测试机构；4、夹紧机构；

301、支撑壳；302、测试台；303、测试组件；

3031、移动组件；3032、驱动组件；3033、定位组件；3034、导向组件；

30311、调节螺栓；30312、安装轴承；30313、螺纹套；

30321、伺服电机；30322、主动轮；30323、从动轮；30324、传动带；

30331、限位轴承套；30332、固定杆；

30341、导向杆；30342、导向套；30343、限位滚珠；

401、支撑组件；402、夹紧组件；403、限位组件；

4011、支撑杆；40111、加强筋；4012、夹紧框；4013、第一防滑板；4014、转槽；4015、转轴；4016、通槽；4017、螺纹座；4018、限位螺栓；

4021、夹紧转板；4022、安装槽；4023、丝套；4024、丝杠；40241、安装套；40242、扳动杆；40243、扳动把手；4025、夹紧板；40251、限位伸缩杆；4026、第二防滑板；4027、环形限位板；4028、卡槽；

4031、安装座；4032、限位滑杆；40321、防脱块；4033、限位滑套；4034、连杆；4035、安装杆。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1-8所示，根据本发明实施例的一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置，包括测试座1以及对称连接在所述测试座1顶部两侧的安装板2，所述测试座1的顶部且位于两个所述安装板2之间设置有测试机构3，所述测试机构3顶部的两侧均设置有夹紧机构4；

其中，所述测试机构3包括支撑壳301、测试台302以及测试组件303，所述测试台302固定连接在所述支撑壳301的顶部，所述测试组件303设置在所述支撑壳301上；

其中，所述测试组件303由移动组件3031以及驱动组件3032构成；

其中，所述移动组件3031包括调节螺栓30311，所述调节螺栓30311的两端均转动连接有安装轴承30312，且所述调节螺栓30311的两端均通过所述安装轴承30312转动安装在两个所述安装板2的侧面，所述调节螺栓30311的表面安装有对称设置的螺纹套30313，所述调节螺栓30311的表面开设有对称设置的外螺纹，即调节螺栓30311为反向双螺纹设置的螺杆，所述螺纹套30313的内圈上开设有与所述外螺纹相互啮合的内螺纹；

其中，所述驱动组件3032包括固定连接在所述支撑壳301侧面的伺服电机30321，所述伺服电机30321的输出轴活动贯穿所述支撑壳301设置，并延伸至所述支撑壳301的内部，所述伺服电机30321的输出轴上固定连接有主动轮30322，所述调节螺栓30311的表面且对应所述主动轮30322的位置固定连接有从动轮30323，所述从动轮30323上传动连接有传动带30324，且所述从动轮30323通过所述传动带30324与所述主动轮30322传动连接；

其中，所述夹紧机构4由支撑组件401、夹紧组件402以及限位组件403构成；

其中，所述支撑组件401包括固定连接在所述螺纹套30313顶部的支撑杆4011，所述支撑杆4011的顶部固定连接有夹紧框4012，所述夹紧框4012的内壁上固定连接有第一防滑板4013，所述夹紧框4012的顶部开设有转槽4014，所述转槽4014的内壁上固定连接有转轴4015，所述夹紧框4012的侧面开设有通槽4016，所述夹紧框4012的侧面且对应所述通槽4016的位置固定连接有螺纹座4017，所述螺纹座4017上螺纹连接有与所述螺纹座4017相适配的限位螺栓4018；

其中，所述夹紧组件402包括夹紧转板4021，所述夹紧转板4021上开设有安装槽4022，且所述夹紧转板4021通过所述安装槽4022转动安装在所述转轴4015上，所述夹紧转板4021上固定连接有丝套4023，所述丝套4023上螺纹连接有与所述丝套4023相互啮合的丝杠4024，所述丝杠4024的底部通过滚珠轴承转动连接有夹紧板4025，所述夹紧板4025的底部固定连接有第二防滑板4026，所述夹紧转板4021上还固定连接有环形限位板4027，且所述环形限位板4027的侧面开设有卡槽4028；

其中，所述限位组件403包括固定连接在所述安装板2侧面的安装座4031，所述安装座4031的另一侧固定连接有对称设置的限位滑杆4032，两个所述限位滑杆4032的表面均滑动连接有限位滑套4033，且两个所述限位滑套4033之间通过连杆4034固定连接，所述连杆4034远离所述安装座4031一侧的中心处固定连接有安装杆4035，且所述安装杆4035靠近所述夹紧框4012的一侧与所述夹紧框4012的侧面固定连接。

通过采用上述技术方案，方便对待检测工件进行夹紧固定，从而为工作人员提供了便利，且保证了对待检测工件夹持的稳定性，可以有效的避免待检测工件在测试过程中因夹持松动而造成的脱离，因此保证了检测工作的稳定运行，也因此避免了因工件脱离而发生危险，进而提高了使用的安全性；

其中，测试机构3由支撑壳301、测试台302、移动组件3031以及驱动组件3032构成，通过驱动组件3032能够带动移动组件3031上的两个螺纹套30313进行相互靠近或者远离，从而能够实现对待检测工件的拉力以及压力测试，进而提高了本发明测试装置的实用性；

其中，支撑组件401由支撑杆4011、夹紧框4012、第一防滑板4013、转槽4014、转轴4015、通槽4016、螺纹座4017以及限位螺栓4018构成，夹紧组件402由夹紧转板4021、安装槽4022、丝套4023、丝杠4024、夹紧板4025、第二防滑板4026、环形限位板4027以及卡槽4028构成，通过转动设置的夹紧转板4021极大的方便了对待检测工件的初步压紧，然后通过可调节的夹紧板4025，方便对不同厚度的工件进行夹紧固定，且通过设置鄂齿形状的第一防滑板4013以及第二防滑板4026，能够增加与工件之间的摩擦力，进而大大提升了对工件夹紧的稳定性，避免测试过程中工件因夹持不稳定而出现脱离；

其中，限位组件403由安装座4031、限位滑杆4032、限位滑套4033、连杆4034以及安装杆4035构成，对支撑组件401以及夹紧组件402起到限位作用，增加了支撑组件401以及夹紧组件402带动夹紧固定的工件进行移动的稳定性，避免测试过程中出现偏斜，从而提高了测试的精准度。

实施例2

如图1-8所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述测试组件303还包括定位组件3033，所述定位组件3033包括转动安装在所述调节螺栓30311表面的限位轴承套30331，且所述限位轴承套30331的顶部与底部均通过固定杆30332固定连接在所述支撑壳301的内壁上。

通过采用上述技术方案，对调节螺栓30311起到限位作用，增加了调节螺栓30311转动的稳定性。

实施例3

如图1-8所示，本实施例与实施例2的不同之处在于，所述测试组件303还包括导向组件3034，所述导向组件3034包括导向杆30341，所述导向杆30341的一端与所述支撑壳301的侧面固定连接，所述导向杆30341的另一端与所述安装板2的侧面固定连接，所述导向杆30341的表面滑动连接有导向套30342，且所述导向套30342的顶部与所述螺纹套30313的底部固定连接，所述导向套30342内壁的顶部与底部均设置有限位滚珠30343，且所述限位滚珠30343与所述导向杆30341滚动连接。

通过采用上述技术方案，对螺纹套30313起到限位作用，增加了螺纹套30313移动的稳定性，因此提高了对待检测工件拉动以及施压时的稳定性。

实施例4

如图1-8所示，本实施例与实施例3的不同之处在于，所述支撑杆4011顶部的两侧均通过加强筋40111与所述夹紧框4012的底部固定连接。

通过采用上述技术方案，增加了支撑杆4011与夹紧框4012连接的稳定性。

实施例5

如图1-8所示，本实施例与实施例4的不同之处在于，所述丝杠4024的顶部固定连接有安装套40241，所述安装套40241上滑动连接有扳动杆40242，所述扳动杆40242的两端均固定连接有扳动把手40243，所述扳动把手40243的表面套设有防滑把套。

通过采用上述技术方案，方便对丝杠4024进行转动，因此提高了对待检测工件夹紧固定的便捷性。

实施例6

如图1-8所示，本实施例与实施例5的不同之处在于，所述夹紧板4025的顶部还固定连接有对称设置的限位伸缩杆40251，且所述限位伸缩杆40251的另一端与所述夹紧转板4021的底部固定连接。

通过采用上述技术方案，对夹紧板4025起到限位作用，增加了夹紧板4025上下调节的稳定性，因此提高了对待检测工件压紧固定的稳定性。

实施例7

如图1-8所示，本实施例与实施例6的不同之处在于，所述限位滑杆4032远离所述安装座4031的一端固定连接有防脱块40321。

通过采用上述技术方案，对滑动连接在限位滑杆4032上的限位滑套4033起到限位作用，避免限位滑套4033在滑动过程中脱离限位滑杆4032，因此保证了装置运行的稳定性。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

在实际应用时，将待检测的工件放置在测试台302上，然后使得工件的两端均位于夹紧框4012上，然后转动夹紧转板4021，使其转动至水平位置，并通过限位螺栓4018卡入卡槽4028，实现对夹紧转板4021的固定，接着通过扳动把手40243转动丝杠4024，因此在丝套4023的螺纹作用下，能够带动夹紧板4025靠近待检测工件，并通过第二防滑板4026对工件进行夹紧固定，然后打开伺服电机30321带动主动轮30322转动，在传动带30324的传动作用下，通过从动轮30323带动调节螺栓30311转动，因此在螺纹套30313的螺纹作用下，带动两个螺纹套30313相互靠近或者相互远离，从而能够实现对夹紧的工件进行压力、拉力的测试。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

Claims (7)

1.一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置，其特征在于，包括：测试座（1）以及对称连接在所述测试座（1）顶部两侧的安装板（2），所述测试座（1）的顶部且位于两个所述安装板（2）之间设置有测试机构（3），所述测试机构（3）顶部的两侧均设置有夹紧机构（4）；其中，所述测试机构（3）包括支撑壳（301）、测试台（302）以及测试组件（303），所述测试台（302）固定连接在所述支撑壳（301）的顶部，所述测试组件（303）设置在所述支撑壳（301）上；所述测试组件（303）由移动组件（3031）以及驱动组件（3032）构成；所述移动组件（3031）包括调节螺栓（30311），所述调节螺栓（30311）的两端均转动连接有安装轴承（30312），且所述调节螺栓（30311）的两端均通过所述安装轴承（30312）转动安装在两个所述安装板（2）的侧面，所述调节螺栓（30311）的表面安装有对称设置的螺纹套（30313），所述调节螺栓（30311）的表面开设有对称设置的外螺纹，所述螺纹套（30313）的内圈上开设有与所述外螺纹相互啮合的内螺纹；所述驱动组件（3032）包括固定连接在所述支撑壳（301）侧面的伺服电机（30321），所述伺服电机（30321）的输出轴活动贯穿所述支撑壳（301）设置，并延伸至所述支撑壳（301）的内部，所述伺服电机（30321）的输出轴上固定连接有主动轮（30322），所述调节螺栓（30311）的表面且对应所述主动轮（30322）的位置设置有从动轮（30323），且从动轮（30323）通过传动带（30324）与主动轮（30322）进行传动连接；

所述测试组件（303）还包括定位组件（3033），所述定位组件（3033）包括转动安装在所述调节螺栓（30311）表面的限位轴承套（30331），且所述限位轴承套（30331）的顶部与底部均通过固定杆（30332）固定连接在所述支撑壳（301）的内壁上；

所述测试组件（303）还包括导向组件（3034），所述导向组件（3034）包括导向杆（30341），所述导向杆（30341）的一端与所述支撑壳（301）的侧面固定连接，所述导向杆（30341）的另一端与所述安装板（2）的侧面固定连接，所述导向杆（30341）的表面滑动连接有导向套（30342）；

所述导向套（30342）内壁的顶部与底部均设置有限位滚珠（30343），且所述限位滚珠（30343）与所述导向杆（30341）滚动连接。

2.根据权利要求1所述的一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置，其特征在于，所述夹紧机构（4）由支撑组件（401）、夹紧组件（402）以及限位组件（403）构成。

3.根据权利要求2所述的一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置，其特征在于，支撑组件（401）包括固定连接在所述螺纹套（30313）顶部的支撑杆（4011），所述支撑杆（4011）的顶部固定连接有夹紧框（4012），所述夹紧框（4012）的内壁上固定连接有第一防滑板（4013），所述夹紧框（4012）的顶部开设有转槽（4014），所述转槽（4014）的内壁上固定连接有转轴（4015），所述夹紧框（4012）的侧面开设有通槽（4016），所述夹紧框（4012）的侧面且对应所述通槽（4016）的位置固定连接有螺纹座（4017），所述螺纹座（4017）上螺纹连接有与所述螺纹座（4017）相适配的限位螺栓（4018）。

4.根据权利要求3所述的一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置，其特征在于，夹紧组件（402）包括夹紧转板（4021），所述夹紧转板（4021）上开设有安装槽（4022），且所述夹紧转板（4021）通过所述安装槽（4022）转动安装在所述转轴（4015）上，所述夹紧转板（4021）上固定连接有丝套（4023），所述丝套（4023）上螺纹连接有与所述丝套（4023）相互啮合的丝杠（4024），所述丝杠（4024）的底部通过滚珠轴承转动连接有夹紧板（4025），所述夹紧板（4025）的底部固定连接有第二防滑板（4026），所述夹紧转板（4021）上还固定连接有环形限位板（4027），且所述环形限位板（4027）的侧面开设有卡槽（4028）；所述夹紧板（4025）的顶部还固定连接有对称设置的限位伸缩杆（40251），且所述限位伸缩杆（40251）的一端与所述夹紧转板（4021）的底部固定连接；限位组件（403）包括固定连接在所述安装板（2）侧面的安装座（4031），所述安装座（4031）的另一侧固定连接有对称设置的限位滑杆（4032），所述限位滑杆（4032）远离所述安装座（4031）的一端固定连接有防脱块（40321）。

5.根据权利要求4所述的一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置，其特征在于，两个限位滑杆（4032）的表面均滑动连接有限位滑套（4033），且两个限位滑套（4033）之间通过连杆（4034）固定连接，所述连杆（4034）远离所述安装座（4031）一侧的中心处固定连接有安装杆（4035），且所述安装杆（4035）靠近所述夹紧框（4012）的一侧与所述夹紧框（4012）的侧面固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置，其特征在于，所述支撑杆（4011）顶部的两侧均通过加强筋（40111）与所述夹紧框（4012）的底部固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种疲劳断裂纹扩展速率预测装置，其特征在于，所述丝杠（4024）的顶部固定连接有安装套（40241），所述安装套（40241）上滑动连接有扳动杆（40242）；所述扳动杆（40242）的两端均固定连接有扳动把手（40243）；所述扳动把手（40243）的表面套设有防滑把套。

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