实际真空环境，便于得到能直接反映试件13在低压真空环境下，准确的周期振动疲劳性能试验数值或测量数值。
[0026]实施例2:
[0027]如图I所示，本实施例在实施例I的基础上作进一步限定：由于现有压电换能器11中无论采用单晶或陶瓷材料，得到的机械变形位移均很小，如仅有几微米，为放大以上位移，以得到更为准确的测量值，所述压电换能器11的机械振动输出端上还连接有位移放大器12，所述位移放大器12的试件固定端位于所述真空箱内。所述位移放大器12是基于谐振时不同部位位移不同，实现振动位移的放大。比较常用的形状有:指数形、圆锥形、阶梯形位移放大器12。本实施例中，位移放大器12采用圆锥与阶梯形相结合的形状，以将位于放大器的圆锥段伸入真空箱内用于连接试件13，阶梯形处与真空箱的外壁面贴合用于保证真空箱内空间相对于外界密封隔离。
[0028]为便于更换不同的试件13进行实验，所述真空箱包括上箱体I及下箱体2，所述上箱体I与下箱体2呈可拆卸连接关系，且上箱体I与下箱体2的连接面上还设置有密封圈。以上可拆卸连接关系可采用螺栓连接等形式加以实现。
[0029]为便于根据实验需要迅速在真空箱内形成低真空度环境和高真空度环境，所述负压产生设备包括第一真空栗4及第二真空栗3，所述第一真空栗4及第二真空栗3均通过真空管5与真空箱的内腔相连，且真空管5上还设置有第一电磁阀6及第二电磁阀7，所述第一电磁阀6及第二电磁阀7可分别用于实现第二真空栗3和第一真空栗4分别与真空箱内腔单独连通，所述第二真空栗3和第一真空栗4两者的真空栗极限压强不等。以上低真空度环境和高真空度环境为相对的，所述真空栗极限压强指该真空栗能抽取的最高真空度，本方案中设置为负压产生设备包括第一真空栗4及第二真空栗3，便于实现:若实验所需要的真空度较低，通过开启第一真空栗4及第二真空栗3中真空栗极限压强较低的真空栗，迅速得到所需真空度;在实验所需要的真空度较高时，通过开启第一真空栗4及第二真空栗3中真空栗极限压强较低的真空栗，得到该栗能够达到的最高真空度后，开启另一台真空栗，得到真空度更高的所需真空度。优选设置为以上第一真空栗4及第二真空栗3分别为旋片式真空栗和水环式真空栗，以在真空箱内真空度不高时，通过水环式真空栗迅速升高真空度，在需要进一步提高真空度时，开启旋片式真空栗。本实施例中，所述真空管5包括一个三通接头及分别连接于三通接头不同接管端上的三根引出管，三根引出管的另一端分别与第一真空栗4的吸入端、第二真空栗3的吸入端及真空箱的内腔相连，第一电磁阀6或第二电磁阀7串联于三通接头与第一真空栗4或第二真空栗之间的引出管上。
[0030]本实施例中，所述第一电磁阀6、第二电磁阀7的控制端均与控制器9电连接，以便于通过控制器9，对第一电磁阀6及第二电磁阀7的开关状态进行自动控制。
[0031]为便于实现本系统周期振动加载及控制、真空度大小的自动控制，还包括控制器9，所述超声信号发生器10的控制端和/或输出端与控制器9电连接、所述负压产生设备的控制端和/或反馈端与控制器9电连接。
[0032]为便于直观的获取真空箱内真空度的大小和实验下试件13的温度值，实现试件13温度、真空箱内真空度与周期振动疲劳加载的联动，还包括与控制器9电连接的测温仪14及真空测试仪8，所述真空测试仪8的测量端位于真空箱的内腔内，所述测温仪14用于测量试件13的温度。
[0033]作为一种便于设置于真空箱外部的测温仪14实现方式，所述测温仪14为红外测温
目.ο
[0034]为便于实现对真空箱内试件13进行观察、通过设置于真空箱外部的测温仪14测量试件13温度等目的，所述真空箱上还设置有玻璃透明视窗15。进一步的，为利于本系统的寿命或减小故障率，所述玻璃透明视窗15采用高强度、低膨胀系数的玻璃。
[0035]实施例3:
[0036]如图I所示，本实施例在以上实施例提供的任意一个技术方案的基础上作进一步限定:作为一种便于提高本系统实验效率的具体实现方案，所述超声信号发生器10为可输出频率不低于20kHz的超声正弦波信号的超声信号发生装置。通过本方案，如加载频率为20kHz，能够方便地进行快速超高周疲劳实验，可在一天之内实现I X IO9周次的循环加载，而采用传统的50 Hz的高频疲劳实验机，大约需要230天的时间，大大的缩短了实验周期，使得在科研过程中开展IO9以上的超高周疲劳研究具有更强的可行性。故本方案可实现:在短时间内达到超高周次疲劳加载，相对于传统疲劳试验机，可以节省大量时间，大幅减少设备的能源消耗。
[0037]还包括用于检测试件13震动位移的位移传感器，以上位移传感器主要用于在实验开始之前，标定实验系统的振幅，以保证系统稳定可靠的运行。
[0038]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的【具体实施方式】只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.用于真空超声振动疲劳实验的系统，包括压电换能器（11)及超声信号发生器（10)，所述压电换能器（11)的电能输入端连接于超声信号发生器(10)的交流电信号输出端上，其特征在于，还包括真空箱，连接于所述压电换能器（11)机械振动输出端上的试件（13)位于所述真空箱中，所述真空箱上还通过真空管(5)连接有负压产生设备。2.根据权利要求I所述的用于真空超声振动疲劳实验的系统，其特征在于，所述压电换能器(11)的机械振动输出端上还连接有位移放大器(12)，所述位移放大器(12)的试件固定端位于所述真空箱内。3.根据权利要求I所述的用于真空超声振动疲劳实验的系统，其特征在于，所述真空箱包括上箱体（I)及下箱体(2)，所述上箱体（I)与下箱体(2)呈可拆卸连接关系，且上箱体（I)与下箱体(2)的连接面上还设置有密封圈。4.根据权利要求I所述的用于真空超声振动疲劳实验的系统，其特征在于，所述负压产生设备包括第一真空栗(4)及第二真空栗(3)，所述第一真空栗(4)及第二真空栗(3)均通过真空管（5)与真空箱的内腔相连，且真空管（5)上还设置有第一电磁阀（6)及第二电磁阀(7)，所述第一电磁阀（6)及第二电磁阀（7)可分别用于实现第二真空栗（3)和第一真空栗(4)分别与真空箱内腔单独连通，所述第二真空栗(3)和第一真空栗(4)两者的真空栗极限压强不等。5.根据权利要求I所述的用于真空超声振动疲劳实验的系统，其特征在于，还包括控制器(9)，所述超声信号发生器(10)的控制端和/或输出端与控制器(9)电连接、所述负压产生设备的控制端和/或反馈端与控制器(9)电连接。6.根据权利要求5所述的用于真空超声振动疲劳实验的系统，其特征在于，还包括与控制器(9)电连接的测温仪（14)及真空测试仪(8)，所述真空测试仪(8)的测量端位于真空箱的内腔内，所述测温仪(14)用于测量试件（13)的温度。7.根据权利要求6所述的用于真空超声振动疲劳实验的系统，其特征在于，所述测温仪(14)为红外测温装置。8.根据权利要求I所述的用于真空超声振动疲劳实验的系统，其特征在于，所述真空箱上还设置有玻璃透明视窗（15)。9.根据权利要求I至8中任意一项所述的用于真空超声振动疲劳实验的系统，其特征在于，所述超声信号发生器（10)为可输出频率不低于20kHz的超声正弦波信号的超声信号发目· O10.根据权利要求I至8中任意一项所述的用于真空超声振动疲劳实验的系统，其特征在于，还包括用于检测试件（13)震动位移的位移传感器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于真空超声振动疲劳实验的系统，包括压电换能器及超声信号发生器，所述压电换能器的电能输入端连接于超声信号发生器的交流电信号输出端上，还包括真空箱，连接于所述压电换能器机械振动输出端上的试件位于所述真空箱中，所述真空箱上还通过真空管连接有负压产生设备。本系统相较于现有振动疲劳实验设备，可模拟被测试试件的实际真空环境，便于得到能直接反映试件在低压真空环境下，准确的周期振动疲劳性能试验数值或测量数值；同时便于得到对工件进行快速甚至高频疲劳加载，不仅可节省大量时间，同时可大幅减少设备的能源消耗。
【IPC分类】G01N3/32
【公开号】CN205157352
【申请号】CN201521005238
【发明人】李久楷, 王清远, 刘永杰
【申请人】四川大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月8日