一种用于金属材料疲劳度测试用双维度物理测试装置

1.本发明涉及金属材料疲劳强度测试技术领域，具体为一种用于金属材料疲劳度测试用双维度物理测试装置。


背景技术：

2.随着社会经济的快速发展，疲劳强度是指材料在无限多次交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力，称为疲劳强度或疲劳极限，常规疲劳强度计算是以名义应力为基础的，可分为无限寿命计算和有限寿命计算，零件的疲劳寿命与零件的应力、应变水平有关，它们之间的关系可以用应力一寿命曲线(σ
‑
n曲线)和应变一寿命曲线(δ－ν曲线)表示。
3.但是，现有的金属材料由于外形的不同，导致在进行测试时不方便在同一个设备上进行测试，需要多种不同设备进行配合，且不方便装夹；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种用于金属材料疲劳度测试用双维度物理测试装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于金属材料疲劳度测试用双维度物理测试装置，以解决上述背景技术中提出的现有的金属材料由于外形的不同，导致在进行测试时不方便在同一个设备上进行测试，需要多种不同设备进行配合，且不方便装夹等问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于金属材料疲劳度测试用双维度物理测试装置，包括连接底座，所述连接底座的一侧设置有两个连接板，所述连接板的另一端设置有调节底座机构，所述调节底座机构的上方设置有两个支撑架，所述支撑架的上端贯穿设置有圆柱件测试液压杆，所述圆柱件测试液压杆的端部设置有圆柱件挤压端板，所述圆柱件挤压端板的另一端表面设置有组装片，所述组装片与圆柱件挤压端板的中间设置有压力传感器，两个所述圆柱件测试液压杆的上方设置有升降板，所述升降板的上方设置有两个吊绳卷收筒，所述吊绳卷收筒的两端均设置有安装座，所述安装座固定在机架的底面，所述吊绳卷收筒的外侧缠绕有吊绳，所述吊绳的活动端固定在板件支撑杆的端部上表面；
6.两个所述圆柱件测试液压杆的中间设置有圆柱件装夹机构，所述圆柱件装夹机构包括定位环，所述定位环的内侧表面设置有四个伸缩定位杆，所述伸缩定位杆的端部设置有圆柱件夹片，所述定位环的上表面设置有钢索，所述钢索的上端固定在升降板的底面；
7.所述连接底座和调节底座机构的中间均设置有超声波组件保护箱，所述超声波组件保护箱的内部设置有超声波组件，所述超声波组件的上方设置有下压测试杆，所述下压测试杆的端部设置有下压端板，所述连接底座的表面设置有两个板件测试机构，所述板件测试机构包括定位座，所述定位座的内部活动设置有内螺纹套管，所,内螺纹套管的中间贯穿设置有伸缩螺杆，所述伸缩螺杆的两端均贯穿定位座且一端端部设置有板件支撑杆，所述板件支撑杆朝向超声波组件保护箱的表面设置有导向滑槽，所述导向滑槽的内侧设置有双头丝杆，所述双头丝杆的两端均插接在板件支撑杆的端部内部，所述双头丝杆的外表面
活动设置有两个调节滑块，所述调节滑块的外端端面固定安装有连接块，所述连接块的上下端均活动设置有伸缩气杆，所述伸缩气杆的端部设置有装夹片。
8.优选的，所述调节底座机构包括两个调节底座，两个所述调节底座的中间设置有两个固定座，所述固定座的底面与地面固定连接，所述固定座的内部设置有调节电机，所述调节电机的端部设置有动力齿轮，所,动力齿轮的上方设置有传动齿轮，所述传动齿轮的中间贯穿设置有调节丝杆，所述调节丝杆的两端均贯穿固定座的侧面且端部插接在调节底座的内部。
9.优选的，所述压力传感器与圆柱件挤压端板和组装片的中间均设置有橡胶垫片，所述组装片的四个端角处均设置有沉头孔，所述组装片与圆柱件挤压端板通过螺钉连接。
10.优选的，所述圆柱件测试液压杆的外表面设置有多个定位卡槽，所述定位卡槽的内侧设置有u形定位件，所述u形定位件的两端与支撑架通过螺钉连接。
11.优选的，所述连接块上下端部活动设置的伸缩气杆以连接块的中心线形成对称，所述装夹片与伸缩气杆通过焊接固定。
12.优选的，所述伸缩螺杆的另一端端面设置有限位板，所述限位板的一端贯穿设置有导向杆，所述导向杆的一端与定位座连接。
13.优选的，所述超声波组件的上方设置有透明钢化玻璃，所述透明钢化玻璃的端角处设置有定位孔，所述超声波组件与透明钢化玻璃通过铆钉连接。
14.优选的，两个所述调节滑块的内侧设置有与贯穿其内侧的双头丝杆外表面旋向相同的螺纹，所述调节滑块与双头丝杆通过螺纹传动。
15.优选的，所述板件支撑杆的两端底面均设置有支撑杆，所述支撑杆与板件支撑杆和连接底座均通过焊接固定。
16.优选的，所述调节丝杆的两端外侧表面与被调节底座与调节丝杆接触的内部表面均设置有螺纹，所述调节丝杆两端外表面的螺纹旋向完全相反，所述调节丝杆与调节底座通过螺纹传动。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.1、本发明通过设置有板件测试机构、下压测试杆、下压端板、圆柱件装夹机构、圆柱件测试液压杆、压力传感器和圆柱件挤压端板可以对不同形状的金属件进行检测，例如圆柱形和板件，且通过超声波组件可以实时可以实时监测、记录并反馈板件内部的构造变化，可以单独进行测试或同事进行两种不同形状的金属件，合并检测时间，有效的提高工作效率；
19.2、本发明通过将圆柱形金属件穿过定位环的中间后，伸缩定位杆带动圆柱件夹片向金属件外表面贴合，可以快速的对金属件进行定位装夹，且通过吊绳卷收筒卷收吊绳带动升降板上移，使得升降板拉动钢索上移，使得被装夹的金属件进行悬空，可以保证在对金属件进行检测时，金属件可以向不同方向进行弯曲，不会受到限制，降低外界干扰，保证检测数据的精确性；
20.3、本发明通过在对被检测金属件进行装夹时，可以通过驱动调节丝杆旋转，使得调节丝杆带动两个调节底座相反或相互运动，调节两个调节底座中间的间距，或者驱动内螺纹套管带动伸缩螺杆顺着其轴线移动，使得伸缩螺杆带动板件支撑杆进行同步移动，同时，双头丝杆驱动两个调节滑块相互或相反移动，以适应不同长度和宽度尺寸的金属进行
装夹。
附图说明
21.图1为本发明整体的结构示意图；
22.图2为本发明整体的主视图；
23.图3为本发明圆柱件测试液压杆的结构示意图；
24.图4为本发明圆柱件装夹机构的结构示意图；
25.图5为本发明板件测试机构的结构示意图；
26.图6为本发明超声波组件保护箱的结构示意图；
27.图7为本发明圆柱件挤压端板的结构示意图；
28.图8为本发明固定座的结构示意图。
29.图中：1、连接底座；2、超声波组件保护箱；3、透明钢化玻璃；4、板件测试机构；401、定位座；402、内螺纹套管；403、伸缩螺杆；404、板件支撑杆；405、双头丝杆；406、调节滑块；407、连接块；408、伸缩气杆；409、装夹片；5、调节底座机构；501、调节底座；502、固定座；503、调节丝杆；504、传动齿轮；505、动力齿轮；506、调节电机；6、圆柱件装夹机构；601、定位环；602、钢索；603、伸缩定位杆；604、圆柱件夹片；7、下压测试杆；8、连接板；9、超声波组件；10、圆柱件测试液压杆；11、机架；12、吊绳卷收筒；13、吊绳；14、升降板；15、压力传感器；16、支撑架；17、圆柱件挤压端板；18、下压端板；19、组装片。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.本发明所提到的调节电机506(型号为130st
‑
m15025)、下压测试杆7(型号为32725)、超声波组件9(型号为xut600c)和圆柱件测试液压杆10(型号为qf50
‑
200)均可从市场采购或私人定制获得。
32.请参阅图1至图8，本发明提供的一种实施例：一种用于金属材料疲劳度测试用双维度物理测试装置，包括连接底座1，连接底座1的一侧设置有两个连接板8，连接板8的另一端设置有调节底座机构5，调节底座机构5的上方设置有两个支撑架16，支撑架16的上端贯穿设置有圆柱件测试液压杆10，圆柱件测试液压杆10的端部设置有圆柱件挤压端板17，圆柱件挤压端板17的另一端表面设置有组装片19，组装片19与圆柱件挤压端板17的中间设置有压力传感器15，两个圆柱件测试液压杆10的上方设置有升降板14，升降板14的上方设置有两个吊绳卷收筒12，吊绳卷收筒12的两端均设置有安装座，安装座固定在机架11的底面，吊绳卷收筒12的外侧缠绕有吊绳13，吊绳13的活动端固定在板件支撑杆404的端部上表面；
33.两个圆柱件测试液压杆10的中间设置有圆柱件装夹机构6，圆柱件装夹机构6包括定位环601，定位环601的内侧表面设置有四个伸缩定位杆603，伸缩定位杆603的端部设置有圆柱件夹片604，定位环601的上表面设置有钢索602，钢索602的上端固定在升降板14的底面；
34.连接底座1和调节底座机构5的中间均设置有超声波组件保护箱2，超声波组件保护箱2的内部设置有超声波组件9，超声波组件9的上方设置有下压测试杆7，下压测试杆7的
端部设置有下压端板18，连接底座1的表面设置有两个板件测试机构4，板件测试机构4包括定位座401，定位座401的内部活动设置有内螺纹套管402，所,内螺纹套管402的中间贯穿设置有伸缩螺杆403，伸缩螺杆403的两端均贯穿定位座401且一端端部设置有板件支撑杆404，板件支撑杆404朝向超声波组件保护箱2的表面设置有导向滑槽，导向滑槽的内侧设置有双头丝杆405，双头丝杆405的两端均插接在板件支撑杆404的端部内部，双头丝杆405的外表面活动设置有两个调节滑块406，调节滑块406的外端端面固定安装有连接块407，连接块407的上下端均活动设置有伸缩气杆408，伸缩气杆408的端部设置有装夹片409。
35.进一步，调节底座机构5包括两个调节底座501，两个调节底座501的中间设置有两个固定座502，固定座502的底面与地面固定连接，固定座502的内部设置有调节电机506，调节电机506的端部设置有动力齿轮505，所,动力齿轮505的上方设置有传动齿轮504，传动齿轮504的中间贯穿设置有调节丝杆503，调节丝杆503的两端均贯穿固定座502的侧面且端部插接在调节底座501的内部，可以调节两个调节底座501和圆柱件挤压端板17之间的间距，适应不同长度尺寸的圆柱件金属材料进行测试。
36.进一步，压力传感器15与圆柱件挤压端板17和组装片19的中间均设置有橡胶垫片，组装片19的四个端角处均设置有沉头孔，组装片19与圆柱件挤压端板17通过螺钉连接，橡胶垫片可以避免压力传感器15与圆柱件挤压端板17和组装片19直接接触，降低在对圆柱形金属件进行测试时压力传感器15的受损概率。
37.进一步，圆柱件测试液压杆10的外表面设置有多个定位卡槽，定位卡槽的内侧设置有u形定位件，u形定位件的两端与支撑架16通过螺钉连接，u形定位件对圆柱件测试液压杆10进行定位，且限制圆柱件测试液压杆10的位置，使得圆柱件测试液压杆10在带动圆柱件挤压端板17对圆柱形金属件进行测试时，圆柱件测试液压杆10不会出现相对滑动。
38.进一步，连接块407上下端部活动设置的伸缩气杆408以连接块407的中心线形成对称，装夹片409与伸缩气杆408通过焊接固定，相互对称的两个伸缩气杆408可以保证拥有最大行程，可以更好的对较厚的板件进行装夹。
39.进一步，伸缩螺杆403的另一端端面设置有限位板，限位板的一端贯穿设置有导向杆，导向杆的一端与定位座401连，限位板可以导向杆可以对伸缩螺杆403的运动进导向，且限制伸缩螺杆403的旋转保证伸缩螺杆403只能进行线性移动。
40.进一步，超声波组件9的上方设置有透明钢化玻璃3，透明钢化玻璃3的端角处设置有定位孔，超声波组件9与透明钢化玻璃3通过铆钉连接，透明钢化玻璃3具有足够的强度，在被测试件达到屈服极限时出现断裂坠落后，对超声波组件9进行防护，避免超声波组件9出现损坏。
41.进一步，两个调节滑块406的内侧设置有与贯穿其内侧的双头丝杆405外表面旋向相同的螺纹，调节滑块406与双头丝杆405通过螺纹传动，通过螺纹传动可以调节两个调节滑块406带动连接块407移动，改变两个连接块407之间的间距，适应不同尺寸的板件进行装夹。
42.进一步，板件支撑杆404的两端底面均设置有支撑杆，支撑杆与板件支撑杆404和连接底座1均通过焊接固定，支撑杆对板件支撑杆404整体进行支撑，避免下压端板18在对板件施加压力时，板件支撑杆404同步进行下移，导致伸缩螺杆403出现弯曲或折断。
43.进一步，调节丝杆503的两端外侧表面与被调节底座501与调节丝杆503接触的内
部表面均设置有螺纹，调节丝杆503两端外表面的螺纹旋向完全相反，调节丝杆503与调节底座501通过螺纹传动，保证调节丝杆503在旋转时两个调节底座501可以相互或相反移动，顺利的调节两个调节底座501之间的间距。
44.工作原理：使用时，在对金属件进行测试时，首先根据金属件的外形进行测试部件的旋转，然后接通装置电源，在金属件为圆柱形时，选择使用圆柱件测试液压杆10、圆柱件挤压端板17和定位环601对金属件进行测试，启动吊绳卷收筒12连接的动力机构电源驱动吊绳卷收筒12旋转，使得缠绕在吊绳卷收筒12外侧的吊绳13松懈并伸长，此时升降板14会带动定位环601进行下移，在下移至一定高度后，工作人员将待检测的圆柱形金属件穿过多个并列的定位环601的中间，然后启动伸缩定位杆603，使得伸缩定位杆603驱动圆柱件夹片604向圆柱形金属件的外表面进行贴合，直至圆柱件夹片604与圆柱形金属件完全贴合，此时反向转动吊绳卷收筒12，使得吊绳卷收筒12对吊绳13进行卷收，使得升降板14拉动钢索602使得定位环601上移，直至圆柱形金属件的轴线与两个圆柱件测试液压杆10的轴线位置相同，然后启动两个圆柱件测试液压杆10，使得两个圆柱件测试液压杆10驱动两个圆柱件挤压端板17同步与圆柱形金属件的端部贴合，并持续向圆柱形金属件进行施压，此过程中超声波组件保护箱2内部的超声波组件9可以实时监测、记录并反馈圆柱形金属件内部的构造变化；
45.在被测金属件为板件时，首先接通内螺纹套管402连接的电源并启动，使得内螺纹套管402驱动伸缩螺杆403顺着其轴线移动，并带动板件支撑杆404向板件的侧边进行贴合，直至连接块407的表面与板件边缘接触，此时连接块407上下端的伸缩气杆408启动带动装夹片409向连接块407端部靠近，直至两个移动的装夹片409对板件侧边的上下表面进行装夹，然后启动下压测试杆7带动下压端板18下移，对板件进行向下的持续施压，直至板件达到屈服极限，此过程中超声波组件保护箱2内部的超声波组件9可以实时监测、记录并反馈板件内部的构造变化，可以对板件和圆柱形且不同尺寸的金属件，在同一设备上可以同时进行检测，有效的提高工作效率，且便于进行定位装夹。
46.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。