CN210834463U

CN210834463U - 一种能联合压缩疲劳试验机进行拉伸疲劳试验的工装设备

Info

Publication number: CN210834463U
Application number: CN201921656992.8U
Authority: CN
Inventors: 谭亚杰; 宋郁民
Original assignee: Shanghai University of Engineering Science
Current assignee: Shanghai University of Engineering Science
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2029-09-30

Abstract

本实用新型公开了一种能联合压缩疲劳试验机进行拉伸疲劳试验的工装设备，包括试件下部固定机构，所述试件下部固定机构的正上方设有试件上部固定机构，所述试件上部固定机构的顶部连接有受拉钢板，所述受拉钢板的正上方设有与其相平行的受压钢板，所述受压钢板的正上方对称设有若干定滑轮，所述定滑轮上设有钢丝绳，所述钢丝绳的一端与受压钢板相连，另一端绕过定滑轮后与受拉钢板相连。本实用新型提供的工装设备，能联合压缩疲劳试验机进行拉伸疲劳试验，解决了传统的压缩疲劳试验机只能进行单一的压缩疲劳试验的缺陷，有效降低了试验成本，且结构简单、使用方便、成本低廉、适用性好，适合工业化生产，具有推广应用的价值。

Description

一种能联合压缩疲劳试验机进行拉伸疲劳试验的工装设备

技术领域

本实用新型涉及一种疲劳试验装置，具体涉及一种能联合压缩疲劳试验机进行拉伸疲劳试验的工装设备，属于疲劳试验技术领域。

背景技术

材料试件在变动应力和应变的长期作用下，由于积累损伤而引起的断裂的现象，称之为疲劳。疲劳性能的好坏对材料试件的整体质量具有重要影响，因此，通常需要通过疲劳试验对材料试件的疲劳性能进行测试。

目前主要是通过疲劳试验机对材料试件进行疲劳试验，疲劳试验主要包括拉伸疲劳试验和压缩疲劳试验。目前通常使用的疲劳试验机主要是压缩疲劳试验机，其只能进行单一的压缩疲劳试验，无法进行拉伸疲劳试验，对材料试件的疲劳性能测试不够完善，而如果需要进行拉伸疲劳试验时就需要购买新的、特有的拉伸疲劳试验机，导致试验成本高，影响构件的疲劳试验的进行，限制了疲劳试验机的使用范围。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种能联合压缩疲劳试验机进行拉伸疲劳试验的工装设备。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种能联合压缩疲劳试验机进行拉伸疲劳试验的工装设备，包括试件下部固定机构，所述试件下部固定机构的正上方设有试件上部固定机构，所述试件上部固定机构的顶部连接有受拉钢板，所述受拉钢板的正上方设有与其相平行的受压钢板，所述受压钢板的正上方对称设有若干定滑轮，所述定滑轮上设有钢丝绳，所述钢丝绳的一端与受压钢板相连，另一端绕过定滑轮后与受拉钢板相连。

作为一种实施方案，包括机架，所述定滑轮安装于机架上。

作为优选方案，所述机架包括呈矩形排列的、竖直设置的立柱钢管，位于同侧的立柱钢管之间自上而下分别连接有若干水平设置的立柱固定钢板，位于同侧的立柱钢管的上顶部处水平连接有横向连接钢棒，所述立柱钢管的外侧壁连接有斜撑钢管，所述定滑轮对称安装于横向连接钢棒上。

作为优选方案，所述立柱钢管和斜撑钢管的底部分别对应设有与立柱钢管和斜撑钢管相适配的倒T形实心钢。

作为优选方案，所述斜撑钢管的轴线与立柱钢管的轴线形成锐角夹角，且所述斜撑钢管的上端与立柱钢管的外侧壁的上部相连，所述斜撑钢管的下端斜向下、向外延伸。

作为一种实施方案，所述受压钢板的下表面和受拉钢板的上表面均设有弹性橡胶板。

作为优选方案，所述受拉钢板的上表面均匀分布有若干相互平行的钢肋板，受拉钢板上的弹性橡胶板设于钢肋板之间。

作为一种实施方案，所述工装设备包括与钢丝绳相适配的锚具，所述钢丝绳通过锚具分别与受压钢板和受拉钢板相连。

作为优选方案，所述钢丝绳分别与受压钢板和受拉钢板垂直相连。

作为一种实施方案，所述试件下部固定机构包括水平设置的试件下部连接钢棒，所述试件下部连接钢棒上竖直穿设有试件下部T形钢构件和与试件的下部相适配的、用于紧固试件的试件下部连接钢板，所述试件下部T形钢构件对称分布于试件下部连接钢板的两侧。

作为优选方案，所述试件下部固定机构包括对称设于试件下部连接钢板两侧的试件固定角钢，所述试件固定角钢包括水平部和竖直部，所述竖直部穿设于试件下部连接钢棒上，所述水平部向着试件下部连接钢板方向延伸且与试件下部连接钢板相接触，所述水平部的下表面与试件下部T形钢构件的顶面相接触，且所述试件固定角钢可沿着试件下部连接钢棒直线移动。

作为优选方案，所述试件下部固定机构包括试件下部固定工字形钢，所述试件下部T形钢构件的下端插设于试件下部固定工字形钢的上部。

作为进一步优选方案，所述试件下部固定工字形钢的上部设有与试件下部T形钢构件的下端相适配的倒T形卡槽，所述试件下部T形钢构件的下端插入倒T形卡槽内。

作为一种实施方案，所述试件上部固定机构包括水平设置的、位于受拉钢板正下方的试件上部连接钢棒，所述试件上部连接钢棒上竖直设有试件上部T形钢构件和与试件的上部相适配的、用于紧固试件的试件上部连接钢板，所述试件上部T形钢构件对称分布于试件上部连接钢板的两侧，所述试件上部连接钢棒位于受拉钢板的正下方，所述试件上部T形钢构件的顶部与受拉钢板相连。

相较于现有技术，本实用新型的有益技术效果在于：

本实用新型提供的工装设备，能联合压缩疲劳试验机进行拉伸疲劳试验，解决了传统的压缩疲劳试验机只能进行单一的压缩疲劳试验的缺陷，有效降低了试验成本，且结构简单、使用方便、成本低廉、适用性好，适合工业化生产，具有推广应用的价值。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的工装设备的前视图；

图2为本实用新型实施例中提供的工装设备的侧视图；

图3为本实用新型实施例中提供的工装设备的俯视图；

图4为本实用新型实施例中定滑轮、钢丝绳、受压钢板及受拉钢板的位置关系图；

图5为图4的侧视图；

图6为本实用新型实施例中试件上部固定机构、试件下部固定机构的局部示意图；

图7为图6的侧视图；

图8为本实用新型实施例中提供的工装设备联合压缩疲劳试验机时的使用状态图；

图中标号示意如下：1、试件下部固定机构；11、试件下部连接钢棒；12、试件下部T形钢构件；13、试件下部连接钢板；14、试件固定角钢；141、试件固定角钢的水平部；142、试件固定角钢的竖直部；15、角钢紧固件；16、试件下部固定工字形钢；161、试件下部固定工字形钢的倒T形卡槽；2、试件上部固定机构；21、试件上部连接钢棒；22、试件上部T形钢构件；23、试件上部连接钢板；3、受拉钢板；31、受拉钢板上的弹性橡胶板；32、钢肋板；4、受压钢板；41、受压钢板上的弹性橡胶板；5、定滑轮；6、钢丝绳；7、压缩疲劳试验机；71、压缩疲劳试验机的台座；711、台座的倒T形卡槽；72、压缩疲劳试验机的探头；8、试件；9、机架；91、立柱钢管；92、立柱固定钢板；93、横向连接钢棒；94、斜撑钢管；95、立柱钢管底部的倒T形实心钢；96、斜撑钢管底部的倒T形实心钢；10、锚具。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的技术方案做进一步清楚、详细地描述。

实施例

如图1至图8所示：本实用新型提供的一种能联合压缩疲劳试验机进行拉伸疲劳试验的工装设备，包括试件下部固定机构1，所述试件下部固定机构1的正上方设有试件上部固定机构2，所述试件上部固定机构2的顶部连接有受拉钢板3，所述受拉钢板3的正上方设有与其相平行的受压钢板4，所述受压钢板4的正上方对称设有若干定滑轮5，所述定滑轮5上设有钢丝绳6，所述钢丝绳6的一端与受压钢板4相连，另一端绕过定滑轮5后与受拉钢板3相连。

本实用新型所述的工装设备联合压缩疲劳试验机进行拉伸疲劳试验时：

参见图8所示，将工装设备的试件下部固定机构1安装于压缩疲劳试验机7(采用通用的压缩疲劳试验机即可)的台座71上，同时使工装设备整体位于压缩疲劳试验机7的探头72的正下方，然后将待测的试件8固定于试件下部固定机构1和试件上部固定机构2之间，安装完毕后，即可进行拉伸疲劳试验；

拉伸疲劳试验之前，可以先对工装设备的传力误差进行测试，具体的，在试件8的中间位置安装应变片(应变片属于疲劳试验中采集试验数据的通用设备，其与试件之间的安装属于公知常识，此处就不再显示应变片的具体安装位置)，将压缩疲劳试验机7的探头72向下移动，使其与受压钢板4的顶部相接触，然后通过探头72对受压钢板4逐级施加压力，受压钢板4在压力的作用下向下移动，进而带动钢丝绳6与受压钢板4相连的一端向下移动，进而在定滑轮5和钢丝绳6的作用下，带动与钢丝绳6另一端相连的受拉钢板3向上移动，受拉钢板3向上移动即可带动试件上部固定机构2向上移动，由于试件下部固定机构1固定不变，因此，连接于试件下部固定机构1和试件上部固定机构2上的试件8即被拉伸，拉伸过程中，试件8上的应变片实时监测其受到的拉力，将应变片测得的试件8所受拉力与压缩疲劳试验机7加载的压力相对比，即可确定工装设备传力误差，然后可以调整压缩疲劳试验机7的加载力，以减小试验误差；

误差测试结束后，即可对试件8进行正式的拉伸疲劳测试，测试过程中，按照上述误差测试的操作，通过探头72对受压钢板4施加压力，通过定滑轮5和钢丝绳6带动受拉钢板3上升，进而使得试件8被拉伸，不断调整探头72施加的压力直至试件8被拉伸破坏，即可实现对试件8的拉伸疲劳试验；

拉伸疲劳试验结束后，如需对别的试件8进行压缩疲劳试验，将所述工装设备从压缩疲劳试验机7上拆除，然后通过压缩疲劳试验机7对相关试件进行压缩疲劳试验即可。

从上述操作可见，通过压缩疲劳试验机可以对试件直接进行压缩疲劳试验，当需要对试件进行拉伸疲劳试验时，无需采用新的拉伸疲劳试验机，仅需将本实用新型所述的工装设备安装于压缩疲劳试验机，即可对试件进行拉伸疲劳试验，这样，通过该工装设备的设置，使得压缩疲劳试验机即可进行压缩疲劳试验又可进行拉伸疲劳试验，有效降低了试验成本；此外，本实用新型的工装设备中，通过受压钢板4可以调节受拉钢板3的高度，进而可以调节试件下部固定机构1和试件上部固定机构2之间的距离，从而使得所述工装设备可适用于不同长度的试件的拉伸疲劳试验，适用性好；此外，所述工装设备不仅结构简单、成本低廉、拆装方便，所有部件可重复使用，实用性强，且通过定滑轮5和钢丝绳6改变力的方向，将探头72对受压钢板4施加的压力变为对受拉钢板3施加的拉力，从而完成试件的拉伸疲劳测试，操作方便。

本实施例中，受压钢板4设定为正方形，受拉钢板3设定为长方形，同时为了保证受拉钢板3和受压钢板4受力的均匀性，结合图1/2/3/4/5/8所示，本实施例设有四个定滑轮5，与定滑轮5相连的钢丝绳5的两端分别与受拉钢板3和受压钢板4的四角相连。受拉钢板3和受压钢板4的质量相等。

参见图1至图3所示，包括机架9，所述定滑轮5安装于机架9上，对定滑轮5起到支撑固定作用。

具体的，结合图1至图3所示，所述机架9包括呈矩形排列的、竖直设置的立柱钢管91，位于同侧的立柱钢管91之间自上而下分别连接有若干水平设置的立柱固定钢板92，位于同侧的立柱钢管91的上顶部处水平连接有横向连接钢棒93，所述立柱钢管91的外侧壁连接有斜撑钢管94，所述定滑轮5对称安装于横向连接钢棒93上。本实施例中，设有四根立柱钢管91，四根立柱钢管91呈矩形排列，设有四根斜撑钢管94分别对立柱钢管91进行支撑，设有两根横向连接钢棒93上，两根横向连接钢棒93相对设置，每根横向连接钢棒93上对称设有两个定滑轮5，所有的定滑轮5均两两对称。

结合图1/2/8所示，所述立柱钢管91和斜撑钢管94的底部分别对应设有与立柱钢管91和斜撑钢管94相适配的倒T形实心钢95、96。立柱钢管91和斜撑钢管94均为四方形管，具有支撑作用的同时，有效减少了机架9整体的重量，倒T形实心钢95、96的设定，对立柱钢管91和斜撑钢管94起到支撑作用，同时也便于通过倒T形实心钢95、96将立柱钢管91和斜撑钢管94安装在压缩疲劳试验机的台座71上，具体的，压缩疲劳试验机的台座71上设有倒T形卡槽711，安装的时候，将倒T形实心钢95、96插入倒T形卡槽711内，即可将机架9安装于压缩疲劳试验机的台座71上(如图8所示)。

所述斜撑钢管94的轴线与立柱钢管91的轴线形成锐角夹角，且所述斜撑钢管94的上端与立柱钢管91的外侧壁的上部相连，所述斜撑钢管94的下端斜向下、向外延伸，斜撑钢管94与立柱钢管91可组成稳定的三角形结构，加强了机架9及工装设备整体的稳固性。

结合图1至图5所示，所述受压钢板4的下表面和受拉钢板3的上表面均设有弹性橡胶板41/31，起缓冲作用，防止试件8被突然破坏后使受压钢板4和受拉钢板3直接接触而造成设备损坏和安全事故。

结合图1至图5所示，所述受拉钢板3的上表面均匀分布有若干相互平行的钢肋板32，受拉钢板3上的弹性橡胶板31设于钢肋板32之间，钢肋板32可以提高受拉钢板3的抗弯性能。钢肋板32的数量根据使用需求灵活设置，通常不低于两个，当受拉钢板3为长方形时，钢肋板32可沿着受拉钢板3的长边方向(即钢肋板32的轴线方向与受拉钢板3的短边相平行)均匀焊接于受拉钢板3的上表面。

结合图1至图5所示，本实施例中，所述的工装设备还包括与钢丝绳6相适配的锚具10，所述钢丝绳6通过锚具10分别与受压钢板4和受拉钢板3相连，以提高钢丝绳6与受压钢板4和受拉钢板3连接的牢固度。

此外，本实施例中，所述钢丝绳6分别与受压钢板4和受拉钢板3垂直相连，以使得受压钢板4和受拉钢板3在钢丝绳6和定滑轮5的作用下在垂直方向平稳的做直线往复运动，保证了疲劳试验的稳定性。

结合图1/2/6/7所示，本实施例中，所述试件下部固定机构1包括水平设置的试件下部连接钢棒11，所述试件下部连接钢棒11上竖直穿设有试件下部T形钢构件12和与试件8的下部相适配的、用于紧固试件8的试件下部连接钢板13，所述试件下部T形钢构件12对称分布于试件下部连接钢板13的两侧。具体的，设有两块试件下部连接钢板13，使用的时候，将试件8的下部安装于两块试件下部连接钢板13之间，两块试件下部连接钢板13可从两侧将试件8夹紧固定住，两块试件下部连接钢板13之间的距离可根据待固定的试件8的厚度而调节，试件下部连接钢棒11和试件下部T形钢构件12共同对试件下部连接钢板13起到固定支撑作用。

此外，所述试件下部固定机构1包括对称设于试件下部连接钢板13两侧的试件固定角钢14，所述试件固定角钢14包括水平部141和竖直部142，所述竖直部142穿设于试件下部连接钢棒11上，所述水平部141向着试件下部连接钢板13方向延伸且与试件下部连接钢板13相接触，所述水平部141的下表面与试件下部T形钢构件12的顶面相接触，且所述试件固定角钢14可沿着试件下部连接钢棒11直线移动。试件固定角钢14整体为倒L形结构，水平部141和竖直部142直接一体成型，本实施例中，设有两个试件固定角钢14，两个试件固定角钢14以试件下部连接钢板13为对称轴，对称设于试件下部连接钢板13的两侧，使用的时候，可以沿着试件下部连接钢棒11方向水平移动试件固定角钢14来调节两个试件固定角钢14之间的间距，进而通过试件固定角钢14来夹紧试件下部连接钢棒11及试件下部连接钢棒11中的试件8，以防试件8被拉偏。

具体的，本实施例中，试件固定角钢14的竖直部142上设有与试件下部连接钢棒11相适配的安装孔(未显示)，通过安装孔使试件固定角钢14的竖直部142可拆卸的穿设于试件下部连接钢棒11上，进而使得试件固定角钢14整体与试件下部连接钢棒11活动连接，进而使得试件固定角钢14可沿着试件下部连接钢棒11直线移动，然后还可以在试件下部连接钢棒11上设有角钢紧固件15，使用的时候，根据需要将试件固定角钢14移动至适宜的位置，然后通过角钢紧固件15紧固住，即可实现试件固定角钢14对试件8的夹紧作用。角钢紧固件15采用与试件下部连接钢棒11相适配的紧固件即可，例如，本实施例中，角钢紧固件15为与试件下部连接钢棒11相配套的螺母。

此外，所述试件下部固定机构1包括试件下部固定工字形钢16，所述试件下部T形钢构件12的下端插设于试件下部固定工字形钢16的上部。使用的时候，可通过试件下部固定工字形钢16将试件下部固定机构1整体安装于所需要的工作台面上(例如压缩疲劳试验机的台座71上，如图8所示)。具体的，所述试件下部固定工字形钢16的上部设有与试件下部T形钢构件12的下端相适配的倒T形卡槽161，所述试件下部T形钢构件12的下端插入倒T形卡槽161内。

为了工装设备整体的安装于固定，机架9中的立柱钢管91、斜撑钢管94底部的倒T形实心钢95/96的底面以及试件下部固定机构1中试件下部固定工字形钢16的底面均在同一水平线上。

结合图1/2/6/7所示，所述试件上部固定机构2包括水平设置的、位于受拉钢板3正下方的试件上部连接钢棒21，所述试件上部连接钢棒21上竖直设有试件上部T形钢构件22和与试件8的上部相适配的、用于紧固试件8的试件上部连接钢板23，所述试件上部T形钢构件22对称分布于试件上部连接钢板23的两侧，所述试件上部连接钢棒21位于受拉钢板3的正下方，所述试件上部T形钢构件22的顶部与受拉钢板3相连，进而使得试件上部固定机构1的顶部与受拉钢板3相连。本实施例中，设有两块试件上部连接钢板23，将试件8的上部安装于两块试件上部连接钢板23之间，两块试件上部连接钢板23可从两侧将试件8夹紧固定住，两块试件上部连接钢板23之间的距离可根据待固定的试件8的厚度而调节。

试件上部连接钢板23与试件下部连接钢板13的设置，使得试验的时候，可以根据待测的试件8的厚度而灵活调整试件上部连接钢板23的间距及试件下部连接钢板13的间距，使得工装设备可适用于不同厚度的试件的拉伸疲劳试验，结合试件下部固定机构1和试件上部固定机构2之间的距离可调节，使得工装设备科适用于不同长度与厚度，即不同规格的试件的拉伸疲劳试验，不仅适用于小型构件的拉伸疲劳试验也适用于大型构件的拉伸疲劳试验，适用范围广泛。

本实施例中，为了便于试件上部固定机构1的顶部与受拉钢板3的连接，可在受拉钢板3对应于试件上部T形钢构件22的位置处设有安装孔(未显示)，安装的时候，直接将试件上部T形钢构件22安装并固定于安装孔内即可使得试件上部T形钢构件22及试件上部固定机构1整体与受拉钢板3固定连接。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种能联合压缩疲劳试验机进行拉伸疲劳试验的工装设备，其特征在于：包括试件下部固定机构，所述试件下部固定机构的正上方设有试件上部固定机构，所述试件上部固定机构的顶部连接有受拉钢板，所述受拉钢板的正上方设有与其相平行的受压钢板，所述受压钢板的正上方对称设有若干定滑轮，所述定滑轮上设有钢丝绳，所述钢丝绳的一端与受压钢板相连，另一端绕过定滑轮后与受拉钢板相连。

2.根据权利要求1所述的工装设备，其特征在于：包括机架，所述定滑轮安装于机架上。

3.根据权利要求2所述的工装设备，其特征在于：所述机架包括呈矩形排列的、竖直设置的立柱钢管，位于同侧的立柱钢管之间自上而下分别连接有若干水平设置的立柱固定钢板，位于同侧的立柱钢管的上顶部处水平连接有横向连接钢棒，所述立柱钢管的外侧壁连接有斜撑钢管，所述定滑轮对称安装于横向连接钢棒上。

4.根据权利要求1所述的工装设备，其特征在于：所述受压钢板的下表面和受拉钢板的上表面均设有弹性橡胶板。

5.根据权利要求4所述的工装设备，其特征在于：所述受拉钢板的上表面均匀分布有若干相互平行的钢肋板，受拉钢板上的弹性橡胶板设于钢肋板之间。

6.根据权利要求1所述的工装设备，其特征在于：包括与钢丝绳相适配的锚具，所述钢丝绳通过锚具分别与受压钢板和受拉钢板相连。

7.根据权利要求1所述的工装设备，其特征在于：所述钢丝绳分别与受压钢板和受拉钢板垂直相连。

8.根据权利要求1所述的工装设备，其特征在于：所述试件下部固定机构包括水平设置的试件下部连接钢棒，所述试件下部连接钢棒上竖直穿设有试件下部T形钢构件和与试件的下部相适配的、用于紧固试件的试件下部连接钢板，所述试件下部T形钢构件对称分布于试件下部连接钢板的两侧。

9.根据权利要求8所述的工装设备，其特征在于：所述试件下部固定机构包括对称设于试件下部连接钢板两侧的试件固定角钢，所述试件固定角钢包括水平部和竖直部，所述竖直部穿设于试件下部连接钢棒上，所述水平部向着试件下部连接钢板方向延伸且与试件下部连接钢板相接触，所述水平部的下表面与试件下部T形钢构件的顶面相接触，且所述试件固定角钢可沿着试件下部连接钢棒直线移动。

10.根据权利要求1所述的工装设备，其特征在于：所述试件上部固定机构包括水平设置的、位于受拉钢板正下方的试件上部连接钢棒，所述试件上部连接钢棒上竖直设有试件上部T形钢构件和与试件的上部相适配的、用于紧固试件的试件上部连接钢板，所述试件上部T形钢构件对称分布于试件上部连接钢板的两侧，所述试件上部连接钢棒位于受拉钢板的正下方，所述试件上部T形钢构件的顶部与受拉钢板相连。