CN217006725U - 十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置，十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置包括上压板、下压板、承载平衡垫块、X轴压块及Y轴压块，上压板和Y轴压块位于待测十字铆接板材的其中一条板材上下，且上压板、待测十字铆接板材的其中一条板材及Y轴压块通过螺栓螺母连接；下压板和X轴压块位于待测十字铆接板材的另一条板材上下，承载平衡垫块位于下压板和待测十字铆接板材的另一条板材之间，且下压板、承载平衡垫块、待测十字铆接板材的另一条板材、X轴压块和通过螺栓螺母连接；上压板和下压板上还分别设置有用于连接至疲劳试验机的连接件。本实用新型装置可以实现十字铆接薄板的面拉伸疲劳试验。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种进行面拉伸疲劳试验的装置，尤其是涉及一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置。
背景技术
有色金属，比如铝及其合金的化学活性很强，表面极易形成难熔氧化膜(Al2O3熔点约为2050℃，MgO熔点约为2500℃)，加之铝及其合金导热性强，焊接时易造成不熔合现象。由于氧化膜密度与铝的密度接近，也易成为焊缝金属的夹杂物。故有色金属通常会采用铆接的方式连接，但其连接疲劳性能业内研究甚少。尤其在垂直于板材表面的承载方向上，试验机无法直接施加垂直于两块十字铆接的板材表面的拉伸载荷。
对于其他金属材质或有色合金材质或高分子材料材质或复合材料的板材采用十字铆接的结构，现有的试验机同样无法直接施加垂直于两块十字铆接的板材表面的拉伸载荷。
因此，目前缺少对于十字铆接板材进行面拉伸疲劳试验的装置。
实用新型内容
针对现有技术难以对十字铆接板材进行面拉伸疲劳试验的现状，本实用新型提供一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置。
本实用新型提供的十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置能够克服现有技术不能测量的缺陷，本实用新型提供的十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置本身具有良好的抗屈曲性能及抗疲劳性能。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
本实用新型提供一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置，用于实现待测十字铆接板材的面拉伸疲劳试验装，所述十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置包括上压板、下压板、承载平衡垫块、X轴压块及Y轴压块，
所述上压板和Y轴压块位于待测十字铆接板材的其中一条板材上下，且上压板、待测十字铆接板材的其中一条板材及Y轴压块通过螺栓螺母连接；
所述下压板和X轴压块位于待测十字铆接板材的另一条板材上下，所述承载平衡垫块位于所述下压板和待测十字铆接板材的另一条板材之间，且下压板、承载平衡垫块、待测十字铆接板材的另一条板材、X轴压块和通过螺栓螺母连接；
所述上压板和下压板上还分别设置有用于连接至疲劳试验机的连接件。
在本实用新型的一个实施方式中，所述上压板上连接有圆棒形上连接件，所述下压板上连接有圆棒形下连接件。这种情形适用于疲劳试验机方便连接圆棒形连接件的情形。
在本实用新型的一个实施方式中，所述圆棒形上连接件与上压板之间的连接方式为：在上压板上开设有螺纹槽，在圆棒形上连接件上开设有螺纹柱，采用螺纹连接的方式实现圆棒形上连接件与上压板之间的连接；所述圆棒形下连接件与下压板之间的连接方式为：在下压板上开设有螺纹槽，在圆棒形下连接件上开设有螺纹柱，采用螺纹连接的方式实现圆棒形下连接件与下压板之间的连接。
在本实用新型的一个实施方式中，所述上压板上连接有平板型上连接件，所述下压板上连接有平板型下连接件。这种情形适用于疲劳试验机方便连接平板形连接件的情形。
在本实用新型的一个实施方式中，所述平板型上连接件与上压板之间的连接方式为：在上压板上开设有螺纹槽，在平板型上连接件上开设有螺纹柱，采用螺纹连接的方式实现平板型上连接件与上压板之间的连接；所述平板型下连接件与下压板之间的连接方式为：在下压板上开设有螺纹槽，在平板型下连接件上开设有螺纹柱，采用螺纹连接的方式实现平板型下连接件与下压板之间的连接。
本实用新型通过设计圆棒及板材两种连接方式，可极大提高试验机连接的便利性。
在本实用新型的一个实施方式中，所述上压板、待测十字铆接板材的其中一条板材及Y轴压块上均开设有用于螺栓通过的通孔，通过螺栓及螺母实现上压板、待测十字铆接板材的其中一条板材及Y轴压块的连接。
在本实用新型的一个实施方式中，所述下压板、承载平衡垫块、待测十字铆接板材的另一条板材、X轴压块上均开设有用于螺栓通过的通孔，通过螺栓及螺母实现所述下压板、承载平衡垫块、待测十字铆接板材的另一条板材及X轴压块的连接。
本实用新型中，压板、垫块中的螺栓孔均采用通孔设计，可提高试样安装过程中的效率。
在本实用新型的一个实施方式中，所述螺栓与螺母之间还设置有垫片。
在本实用新型的一个实施方式中，组成十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置的材质为钛合金、铝合金或碳钢材质。
本实用新型通过承载平衡垫块可实现长时疲劳试验过程中施加载荷的均匀分布，采用本实用新型的装置可以实现十字铆接薄板的面拉伸疲劳试验。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点及有益效果：
1)根据被测试材料的不同，十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置可定制为钛合金、铝合金、碳钢材质或其他金属材料；
2)可实现十字铆接薄板的面拉伸疲劳试验；
3)通过承载平衡垫块可实现长时疲劳试验过程中施加载荷的均匀分布；
4)压板、垫块中的螺栓孔均采用通孔设计，可提高试样安装过程中的效率；
5)设计了圆棒及板材两种连接方式，可极大提高试验机连接的便利性。
附图说明
图1为实施例1中十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置分解结构示意图；
图2为实施例1中十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置主视结构示意图；
图3为实施例2中十字铆接板材承载技术要求；
图4为十字铆接板材面拉伸疲劳S-N曲线。
图中标号所示：
11、上压板，12、下压板；21、圆棒形上连接件，22、圆棒形下连接件，23、平板型上连接件；24、平板型下连接件；3、螺栓；4、螺母，5、垫片，6、承载平衡垫块；7、X轴压块；8、Y轴压块；9、待测十字铆接板材。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
实施例
参考图1、图2，本实施例提供一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置，用于实现待测十字铆接板材9的面拉伸疲劳试验装，所述十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置包括上压板11、下压板12、承载平衡垫块6、X轴压块7及Y轴压块8，
所述上压板11和Y轴压块8位于待测十字铆接板材9的其中一条板材上下，且上压板11、待测十字铆接板材9的其中一条板材及Y轴压块8通过螺栓螺母连接；
所述下压板12和X轴压块7位于待测十字铆接板材9的另一条板材上下，所述承载平衡垫块6位于所述下压板12和待测十字铆接板材9的另一条板材之间，且下压板12、承载平衡垫块6、待测十字铆接板材9的另一条板材、X轴压块7和通过螺栓螺母连接；
所述上压板11和下压板12上还分别设置有用于连接至疲劳试验机的连接件。
本实施例中，所述上压板11上连接有圆棒形上连接件21，所述下压板12上连接有圆棒形下连接件22。这种情形适用于疲劳试验机方便连接圆棒形连接件的情形。所述圆棒形上连接件21与上压板11之间的连接方式为：在上压板11上开设有螺纹槽，在圆棒形上连接件21上开设有螺纹柱，采用螺纹连接的方式实现圆棒形上连接件21与上压板11之间的连接；所述圆棒形下连接件22与下压板12之间的连接方式为：在下压板12上开设有螺纹槽，在圆棒形下连接件22上开设有螺纹柱，采用螺纹连接的方式实现圆棒形下连接件22与下压板12之间的连接。
或者，所述上压板11上连接有平板型上连接件23，所述下压板12上连接有平板型下连接件24。这种情形适用于疲劳试验机方便连接平板形连接件的情形。所述平板型上连接件23与上压板11之间的连接方式为：在上压板11上开设有螺纹槽，在平板型上连接件23上开设有螺纹柱，采用螺纹连接的方式实现平板型上连接件23与上压板11之间的连接；所述平板型下连接件24与下压板12之间的连接方式为：在下压板12上开设有螺纹槽，在平板型下连接件24上开设有螺纹柱，采用螺纹连接的方式实现平板型下连接件24与下压板12之间的连接。
本实施例通过设计圆棒及板材两种连接方式，可极大提高试验机连接的便利性。
本实施例中，所述上压板11、待测十字铆接板材9的其中一条板材及Y轴压块8上均开设有用于螺栓通过的通孔，通过螺栓3及螺母4实现上压板11、待测十字铆接板材9的其中一条板材及Y轴压块8的连接。所述下压板12、承载平衡垫块6、待测十字铆接板材9的另一条板材、X轴压块7上均开设有用于螺栓通过的通孔，通过螺栓3及螺母4实现所述下压板12、承载平衡垫块6、待测十字铆接板材9的另一条板材及X轴压块7的连接。压板、垫块中的螺栓孔均采用通孔设计，可提高试样安装过程中的效率。所述螺栓3与螺母4之间还设置有垫片。
本实施例中，组成十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置的材质为钛合金、铝合金或碳钢材质。
本实施例通过承载平衡垫块可实现长时疲劳试验过程中施加载荷的均匀分布，采用本实用新型的装置可以实现十字铆接薄板的面拉伸疲劳试验。
实施例2
采用实施例1的装置，进行十字铆接板材面拉伸疲劳试验，板材厚度分别为1.2mm×1.1mm，十字铆接后最大承受载荷为3.53kN，面拉伸疲劳试验选择载荷分别为：2.12kN，1.76kN，1.41kN，1.23kN，1.06kN，试验频率为25Hz，加载波形为正弦波，加载技术要求如图3所示，应力比R为0.1，试验终止条件为：试样断裂或承受1×107循环周次未破坏。
试验数据见表1。
表1十字铆接薄板面拉伸疲劳试验数据
S-N曲线见图3(拟合模型为：y＝A+B*x+C*x2，本次拟合结果为：A＝12.3，standarderror＝3.4；B＝-3.2，standard error＝1.3；C＝0.2，standard error＝0.1。相关系数R2为0.94)。
可见，本实施例成功获得了十字铆接板材面拉伸疲劳性能的S-N曲线，对后续的CAE仿真计算及加工、生产工艺的优化等提供了真实可靠的试验数据，具有重要的工程实用价值。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置，用于实现待测十字铆接板材(9)的面拉伸疲劳试验装，其特征在于，所述十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置包括上压板(11)、下压板(12)、承载平衡垫块(6)、X轴压块(7)及Y轴压块(8)，
所述上压板(11)和Y轴压块(8)位于待测十字铆接板材(9)的其中一条板材上下，且上压板(11)、待测十字铆接板材(9)的其中一条板材及Y轴压块(8)通过螺栓螺母连接；
所述下压板(12)和X轴压块(7)位于待测十字铆接板材(9)的另一条板材上下，所述承载平衡垫块(6)位于所述下压板(12)和待测十字铆接板材(9)的另一条板材之间，且下压板(12)、承载平衡垫块(6)、待测十字铆接板材(9)的另一条板材、X轴压块(7)和通过螺栓螺母连接；
所述上压板(11)和下压板(12)上还分别设置有用于连接至疲劳试验机的连接件。
2.根据权利要求1所述的一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置，其特征在于，所述上压板(11)上连接有圆棒形上连接件(21)，所述下压板(12)上连接有圆棒形下连接件(22)。
3.根据权利要求2所述的一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置，其特征在于，所述圆棒形上连接件(21)与上压板(11)之间的连接方式为：在上压板(11)上开设有螺纹槽，在圆棒形上连接件(21)上开设有螺纹柱，采用螺纹连接的方式实现圆棒形上连接件(21)与上压板(11)之间的连接；所述圆棒形下连接件(22)与下压板(12)之间的连接方式为：在下压板(12)上开设有螺纹槽，在圆棒形下连接件(22)上开设有螺纹柱，采用螺纹连接的方式实现圆棒形下连接件(22)与下压板(12)之间的连接。
4.根据权利要求1所述的一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置，其特征在于，所述上压板(11)上连接有平板型上连接件(23)，所述下压板(12)上连接有平板型下连接件(24)。
5.根据权利要求4所述的一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置，其特征在于，所述平板型上连接件(23)与上压板(11)之间的连接方式为：在上压板(11)上开设有螺纹槽，在平板型上连接件(23)上开设有螺纹柱，采用螺纹连接的方式实现平板型上连接件(23)与上压板(11)之间的连接；所述平板型下连接件(24)与下压板(12)之间的连接方式为：在下压板(12)上开设有螺纹槽，在平板型下连接件(24)上开设有螺纹柱，采用螺纹连接的方式实现平板型下连接件(24)与下压板(12)之间的连接。
6.根据权利要求1所述的一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置，其特征在于，所述上压板(11)、待测十字铆接板材(9)的其中一条板材及Y轴压块(8)上均开设有用于螺栓通过的通孔，通过螺栓(3)及螺母(4)实现上压板(11)、待测十字铆接板材(9)的其中一条板材及Y轴压块(8)的连接。
7.根据权利要求6所述的一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置，其特征在于，所述螺栓(3)与螺母(4)之间还设置有垫片。
8.根据权利要求1所述的一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置，其特征在于，所述下压板(12)、承载平衡垫块(6)、待测十字铆接板材(9)的另一条板材、X轴压块(7)上均开设有用于螺栓通过的通孔，通过螺栓(3)及螺母(4)实现所述下压板(12)、承载平衡垫块(6)、待测十字铆接板材(9)的另一条板材及X轴压块(7)的连接。
9.根据权利要求8所述的一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置，其特征在于，所述螺栓(3)与螺母(4)之间还设置有垫片。
10.根据权利要求1所述的一种十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置，其特征在于，组成十字铆接板材面拉伸疲劳试验装置的材质为钛合金、铝合金或碳钢材质。
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