专利名称：小试样疲劳测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种针对小试样疲劳性能测试的小试样疲劳测试装置。
背景技术：
随着现代制造业的发展，各种大型仪器的零部件或小型工件的制造越来越精巧、所用材料越来越多样、服役环境越来越苛刻，其疲劳失效问题也越来越突出。目前，利用激磁线圈产生的交变磁场对小试样进行力加载的疲劳测试装置需要试样在磁场中产生磁力，对非磁性试样(如非金属)需在其上粘附磁性材料，这样操作不方便，服役环境不易控制。为模拟材料在实际工况条件下的疲劳失效行为，一般需要在可控环境中对不同材料、不同形状的小试样直接加载。
发明内容为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可在一定环境下对不同形状的金属或非金属厘米级小试样直接加载，解决现有小试样疲劳测试装置中存在的不能对非磁性试样直接加载、实验环境不可控的小试样疲劳测试装置。本实用新型的技术方案是小试样疲劳测试装置包括与220V市电相连的时间继电器电路控制系统、变压整流系统、电磁阀机械运动加载系统、试样装卡系统和环境箱；所述时间继电器电路控制系统由循环延时时间继电器与中间继电器组成；所述变压整流系统由交流变压器和扁形桥式整流器组成；所述电磁阀机械运动加载系统由电磁阀组成；所述循环延时时间继电器、中间继电器、交流变压器、扁形桥式整流器、电磁阀和有机玻璃板安装在所述环境箱内，所述循环延时时间继电器与中间继电器连接，通过所述循环延时时间继电器的内置常开开关的开关频率，实现所述中间继电器内置开关的周期性开闭；所述循环延时时间继电器通过所述交流变压器连接到所述中间继电器上，使得所述中间继电器的输出电压降为24V的低压交流电；所述中间继电器通过所述扁形桥式整流器与所述电磁阀连接；实现所述电磁阀在一定频率的低压直流电下产生相同时间频率的电磁场，在磁场作用下周期性机械运动的电磁阀压头对固定在所述试样装卡系统中的小试样施加压力而进行疲劳测试。进一步，所述试样装卡系统由多块铁板、有机玻璃板、螺母和螺栓组成，所述有机玻璃板对称设置，每块所述铁板通过螺母和螺栓安装在所述有机玻璃板上。进一步，所述环境箱体采用透明的有机玻璃板制成。本实用新型的有益效果是由于采用上述技术方案，本实用新型实现了对不同形状的金属或非金属厘米级小尺寸试样直接进行周期性疲劳加载，加载周期可精确到毫秒(ms);同时试样装卡系统允许小尺寸试样在三维空间内移动，实现了加载位移和受力点的自由调节；所配备的环境箱内气氛的温度、湿度、成分等环境因素可调节，能够满足不同实验对环境的要求。本装置制造成本低，结构原理简单，使用方便，安全可靠，具有很大的推广性和普适性。
图I为本实用新型小试样疲劳加载装置结构示意图。图2为本实用新型的变压整流原理示意图。图中I.环境箱，2.循环延时时间继电器，3.交流变压器，4.中间继电器，5.扁形桥式整流器，6.电磁阀，7.螺栓，8.螺母，9.有机玻璃板，10.铁板。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。
需要测试时，将试样安装在环境箱I内对称设置的有机玻璃板9的铁板10上，调节螺栓7和螺母8夹紧试样，将220V市电与循环延时时间继电器DH48S-S 2连通，按照实验需求给循环延时时间继电器DH48S-S 2设置总电路通断周期，打开总开关，当循环延时时间继电器DH48S-S 2和中间继电器HH52P 4的内部电路都闭合时，整个电路处于通路状态；在此状态，市电经循环延时时间继电器DH48S-S 2、交流变压器220V/24V 3调节后到达扁形桥式整流器5，整合成脉冲直流电作用于电磁阀JL31-TD2412 6，电磁阀JL31-TD24126内部产生周期性电磁场，电磁阀JL31-TD2412 6的铁芯在此磁场作用下往复运动，电磁阀几31-TD2412 6的压头产生一定方向上的循环载荷,若将小试样装卡在距离电磁阀JL31-TD2412 6的压头的合适位置，就可以达到较小载荷的循环加载，当达到时间间隔后，循环延时时间继电器DH48S-S 2内部电路断开，整个电路转换为开路状态，电磁阀JL31-TD2412 6的铁芯复位，完成一次疲劳加载。此过程的循环往复即实现了对小尺寸试样疲劳测试的目的；需要在垂直加载方向上的调节试样位置时，通过调节螺母8和螺栓7调节螺栓7末端的铁板10与有机玻璃板9的距离,从而将试样固定在垂直有机玻璃板10方向的任意位置，即完成了试样在垂直加载方向上的调节。如图2所示，即220V的市电经循环延时时间继电器和中间继电器按设置的周期调节交流电的通断，然后在通路状态下220V的交流电经变压器电压降为24V，最终通过扁形桥式整流器将24V的交流电整合为脉冲直流电。
权利要求1.小试样疲劳测试装置，其特征在于，该装置包括与220V市电相连的时间继电器电路控制系统、变压整流系统、电磁阀机械运动加载系统、试样装卡系统和环境箱(I); 所述时间继电器电路控制系统由循环延时时间继电器(2)与中间继电器(4)组成； 所述变压整流系统由交流变压器(3)和扁形桥式整流器(5)组成； 所述电磁阀机械运动加载系统由电磁阀(6)组成； 所述循环延时时间继电器(2)、交流变压器(3)、中间继电器(4)、扁形桥式整流器(5)、电磁阀(6)和有机玻璃板(9)安装在所述环境箱(I)内，所述循环延时时间继电器(2)与中间继电器(4)连接，通过所述循环延时时间继电器(2)的内置常开开关的开关频率，实现所述中间继电器(4)的内置开关的周期性开闭；所述循环延时时间继电器(2)通过所述交流变压器(3)连接到所述中间继电器(4)上，使得所述中间继电器(4)的输出电压降为24V的低压交流电；所述中间继电器(4)通过所述扁形桥式整流器(5)与所述电磁阀(6)连接，实现所述电磁阀(6)在一定频率的低压直流电下产生相同时间频率的电磁场，在磁场作用下周期性机械运动的电磁阀(6)压头对固定在所述试样装卡系统中的小试样施加压力而进行疲劳测试。
2.根据权利要求I所述的小试样疲劳测试装置，其特征在于，所述试样装卡系统由多块铁板(10 )、有机玻璃板(9 )、螺母(8 )和螺栓(7 )组成，所述有机玻璃板对称设置在所述环境箱(I)内，每块所述铁板(10 )通过螺母(8 )和螺栓(7 )安装在所述有机玻璃板(10 )上。
3.根据权利要求I所述的小试样疲劳测试装置，其特征在于，所述环境箱(I)采用透明的有机玻璃板制成。
专利摘要本实用新型的一种小试样疲劳测试装置，是一种针对尺寸较小试样的疲劳性能进行测试的简易装置。此装置由时间继电器电路控制系统、变压整流系统、电磁阀机械运动加载系统、试样装卡系统和环境箱构成。其特征是时间继电器按设定的时间间隔使总电路开关周期性断开与闭合，电磁阀压头在周期性电磁力作用下往复运动而直接作用于金属或非金属小试样，此装置加载周期可精确到毫秒；试样装卡系统由6块可动铁板构成，使试样可在三维空间内移动，实现了加载位移和受力点的自由调节，同时试样形状可灵活多变，即可直接对已成型的小尺寸试样进行疲劳测试；本实用新型配备的环境箱内气氛的温度、湿度、成分等环境因素可调节，能够满足不同实验对环境的要求。
文档编号G01N3/38GK202583019SQ20122025724
公开日2012年12月5日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者徐旻轩, 曹诗瑶, 范博文, 朱龙奎, 乔利杰 申请人:北京科技大学