CN2220067Y - 高频疲劳试验机轴向疲劳试验夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型高频疲劳试验机轴向试验夹具，属于金属材料的物理试验设备。其特点为，本夹具由4个具有球面的芯子和4个具有球面的支座组成，并分别构成回转副；其优点是，克服了原有夹具附加弯矩大、安装要求高的缺陷，本实用新型使用方便，结构简单，适用于不同厂家生产的不同型号的高频疲劳试验机，进行轴向疲劳试验。

Description

高频疲劳试验机轴向疲劳试验夹具

本实用新型属于金属材料的物理试验设备，尤其是涉及一种高频疲劳试验机轴向疲劳试验夹具。

目前，国内所使用的高频疲劳试验机大多是甘肃天水红山试验机厂或是长春材料试验机研究所生产的，在使用随机带来的夹具并按有关规定进行轴向加载时，由于夹具对试件产生的附加弯矩较大，使得试件上的应力与试验要求相差甚远。

本实用新型的目的是发明一种新型的高频疲劳试验机轴向疲劳试验夹具，克服现有的高频疲劳试验机轴向疲劳试验夹具附加弯矩大，安装要求高的缺陷，以提高试件的应力精确度。

本实用新型是这样实现的：它由上夹具和下夹具两部分组成，包括四个具有球面且中心孔带有螺纹的芯子、四个具有球面的支座和十二支螺杆。试验时，将试件安装在本实用新型的夹具上，在支座未锁紧之前，上、下夹具可视为固定铰支座。利用动摩擦阻力小于静摩擦阻力的原理，通过动荷载的作用，试件及夹具芯子自行对中后再锁紧支座。这样，在试验时，试件受到轴向荷载的作用，而其上的附加弯曲应力很小，从而提高试件的应力精确度。

本实用新型适用于金属试件承受脉动拉伸、不对称拉伸、脉动压缩、不对称压缩、对称拉压、不对称拉压的循环应力的恒负荷轴向疲劳试验。

下面结合附图对本实用新型进行说明：

附图1为本实用新型上、下夹具剖视图。

附图2为本实用新型上夹具主视图。

附图3为本实用新型上夹具俯视图。

附图4为本实用新型下夹具主视图。

附图5为本实用新型下夹具俯视图。

如图1所示的高频疲劳试验机轴向疲劳试验夹具分为上夹具和下夹具两部分，它由具有球面的上铰支座[1]、具有球面的下铰支座[2]、具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[3]、具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[4]、具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[5]、具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[6]、具有球面的上铰支底座[7]、具有球面的下铰支底座[8]以及上夹具连接螺杆[9]、螺杆[12]等六支螺杆和下夹具连接螺杆[15]、螺杆[18]等六支螺杆组成。具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[3]、芯子[4]放置在具有球面的上铰支座[1]和具有球面的上铰支底座[7]所组成的空腔内，球面之间构成回转副。螺杆[9]、螺杆[12]等六支螺杆将上铰支座[1]和上铰支底座[7]连接在一起。具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[5]、芯子[6]放置在具有球面的下铰支座[2]和具有球面的下铰支底座[8]所组成的空腔内，球面之间构成回转副。螺杆[15]、螺杆[18]等六支螺杆将下铰支座[2]和下铰支底座[8]连接在一起。上铰支底痤[7]通过自身的螺纹与疲劳机上底座[22]连接。下铰支底座[8]通过自身的螺纹与疲劳机下底座[23]连接。圆截面试件[21]通过自身的螺纹与芯子[3]、芯子[4]、芯子[5]、芯子[6]连接在一起。芯子[3]和芯子[4]可以相互锁紧试件，芯子[5]和芯子[6]可以相互锁紧试件。

附图2为本实用新型上夹具主视图。

如附图2所示，本实用新型上夹具由具有球面的上铰支座[1]、具有球面的上铰支底座[7]、具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[3]、具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[4]以及上夹具连接螺杆[9]、螺杆[12]等六支螺杆组成。芯子[3]和芯子[4]置于上铰支座[1]与上铰支底座[7]之间，螺杆[9]、螺杆[12]等六支螺杆将上铰支座[1]与上铰支底座[7]连接在一起。上铰支底座[7]上部具有螺纹可与疲劳机上底座相连接。

附图3为本实用新型上夹具俯视图。

如附图3所示，本实用新型上夹具由具有球面的上铰支底座[7]、上夹具连接螺杆[9]、螺杆[10]、螺杆[11]、螺杆[12]、螺杆[13]、螺杆[14]以及上铰支座、两个芯子等组成，上铰支底座[7]上有六个螺孔，螺杆[9]、螺杆[10]、螺杆[11]、螺杆[12]、螺杆[13]、螺杆[14]将上铰支底座[7]和上铰支座[1]连接在一起。

附图4为本实用新型下夹具主视图。

如附图4所示，本实用新型下夹具由具有球面的下铰支座[2]、具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[5]、具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[6]以及下铰支底座[8]等组成。芯子[5]和芯子[6]置于下铰支座[2]和下铰支底座[8]之间，螺杆[15]、螺杆[18]等六支螺杆将下铰支座[2]与下铰支底座[8]连接在一起。下铰支底座[8 ]下部具有螺纹，可与疲劳机下底座[23]相连接。

附图5为本实用新型下夹具俯视图。

如附图5所示，本实用新型下夹具由具有球面的下铰支座[2]、下夹具连接螺杆[15]、螺杆[16]、螺杆[17]、螺杆[18]、螺杆[19]、螺杆[20]以及下铰支底座、两个芯子组成。下铰支座[2]上有六个圆孔，螺杆[15]、螺杆[16]、螺杆[17]、螺杆[18]、螺杆[19]、螺杆[20]将下铰支座[2]与下铰支底座[8]连接在一起。

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。

将具有螺纹的圆截面轴向拉伸试件[21]的两端分别穿过上铰支座[1]的中心孔和下铰支座[2]的中心孔芯子[3]、芯子[4]、芯子[5]、芯子[6]旋紧在试件[21]上，芯子[3]、芯子[4]除和上铰支座[1]、上铰支底座[7]构成回转副外，还可以起到相互锁紧试件[21]的作用。芯子[5]、芯子[6]除和下铰支座[2]、下铰支底座[8]构成回转副外，还可以起到锁紧试件[21]的作用。用螺杆[9]、螺杆[10]、螺杆[11]、螺杆[12]、螺杆[13]、螺杆[14]将上铰支座[1]与上铰支底座[7]连接在一起。用螺杆[15]、螺杆[16]、螺杆[17]、螺杆[18]、螺杆[19]、螺杆[20]将下铰支座[2]与下铰支底座[8]连接在一起。未锁紧螺杆前，利用动摩擦阻力小于静摩擦阻力的原理，通过动荷载的作用，试件及夹具芯子即可自动对中，这样就可以将夹具的横向支反力调整得较小。

现用直径为7毫米的低碳钢试件做为校准捧(在其不同的两个截面上分别贴上两组应变片，每组有4只应变片)，分别使用本实用新型夹具与甘肃天水红山试验机厂生产的夹具、瑞士生产的Amsler疲劳试验机夹具各进行三次测试，并计算各自的弯曲百分率。

弯曲百分率： $e=\frac{S\max -\mathrm{Savg}}{\mathrm{Savg}}\×100\%$

其中：Smax——校准棒上所测得的最大变形

      Savg——校准棒上所测得的平均变形

根据各次的测试结果，通过计算，找出试件的弯曲平面位置，再计算得到试件上的最大变形量Smax和平均变形量Savg，即可得到弯曲百分率e。附表为各次测试所得弯曲百分率。

附表是9次测试中各自得到的最大弯曲百分率，通过它们之间的对比，可以看出使用新型夹具时，试件上的弯曲百分率显著减小。如果提高新型夹具的制造精度及表面光洁度，效果会更好。

同理，如果施加压力，使用本实用新型夹具时，测试校准捧的弯曲度e也会减小，效果将是同样的。

本实用新型使用方便，对其安装没有特别要求，结构简单，容易加工制造。适用于不同厂家生产的不同型号的高频疲劳试验机。使用此新型夹具，可以使试件在承受轴向荷载时，所产生的附加弯矩小。

附表：

荷载拉力	弯    曲    百    分    率    e
				甘肃天水红山试验机厂夹具(％)	瑞    士AMSLER试验机夹具(％)	本发明新型夹具(％)
		第一次    第二次     第三次	第一次     第二次      第三次				第一次      第二次      第三次
1,000N				415       389        506	296        196         255	73.5        45.3         29.5
	2,000N	204       179        247	146        95.2        122				38.6        23.1         17.5
3,000N				132       115        164	90.5       62.0        79.2	28.7        17.3         14.5
	4,000N	98.5      84.9       123	67.9       46.2        58.3				23.7        15.0         12.3
5,000N				76.6      66.3       96.3	53.5       36.8        46.3	19.5        13.9         12.5

Claims (2)

1.一种高频疲劳试验机轴向疲劳试验夹具，它分为上夹具和下夹具两部分，由具有球面的上铰支座[1]、具有球面的下铰支座[2]、具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[3]、具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[4]、具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[5]、具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[6]、具有球面的上铰支底座[7]、具有球面的下铰支底座[8]、螺杆[9]、螺杆[10]、螺杆[11]、螺杆[12]、螺杆[13]、螺杆[14]、螺杆[15]、螺杆[16]、螺杆[17]、螺杆[18]、螺杆[19]、螺杆[20]组成，其特征在于：具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[3]、芯子[4]放置在具有球面的上铰支底座[1]和具有球面的上铰支底座[7]所组成的空腔内，球面之间构成回转副，螺杆[9]、螺杆[12]等六支螺杆将上铰支座[1]和上铰支底座[7]连接在一起，具有球面且中心孔带有螺纹的芯子[5]、芯子[6]放置在具有球面的下铰支座[2]和具有球面的下铰支底座[8]所组成的空腔内，球面之间构成回转副，螺杆[15]、螺杆[18]等六支螺杆将下铰支座[2]和下铰支底座[8]连接在一起，上铰支底座[7]通过自身的螺纹与疲劳机上底座[22]连接，下铰支底座[8]通过自身的螺纹与疲劳机下底座[23]连接。

2.根据权利要求1所述的高频疲劳试验机轴向疲劳夹具，其特征在于：圆截面试件[21]通过自身的螺纹与芯子[3]、芯子[4]、芯子[5]、芯子[6]连接在一起，芯子[3]和芯子[4]可以相互锁紧试件，芯子[5]和芯子[6]可以相互锁紧试件。

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