微动疲劳试验中的恒定法向力加载装置及加载方法与流程

文档序号:11912017阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种微动疲劳试验中的恒定法向力加载装置,设置在微动疲劳试验机上用于对试样进行法向力加载,所述试样通过夹具固定地连接在所述疲劳试验机的主轴上,其特征在于:所述法向力加载装置包括设置在所述试样的相异两侧以分别沿径向压紧所述试样的两组压紧垫片、分别用于施加两组所述压紧垫片以压紧力的压持机构,所述压持机构包括固设在所述微动疲劳试验机机座上的直线电机、固接于所述直线电机的电机轴上的压力自平衡拉伸轴、固接于所述压力自平衡轴轴端的力传感器、以及一端与所述力传感器相固定连接且用于施加压紧力的连接轴,所述连接轴的另一端为用于推压所述压紧垫片以施加压紧力的压紧端,所述法向力加载装置还包括能够根据两组所述力传感器反馈的压力值控制两组所述直线电机工作状态的控制器。

2.根据权利要求1所述的微动疲劳试验中的恒定法向力加载装置,其特征在于:所述压紧垫片与所述试样相接触的接触端面为圆弧面、平面或球面,两侧所述压紧垫片的中心线共线且沿所述试样的径向中心线延伸。

3.根据权利要求1所述的微动疲劳试验中的恒定法向力加载装置,其特征在于:所述法向力加载装置还包括用于提供两组所述压紧垫片以运动导向的垫片导向板,所述垫片导向板相对所述机座固定地设置,所述垫片导向板上开设有可供所述试样沿径向穿入的收容槽、分别位于所述收容槽的两侧且与所述收容槽相连通的两个导向槽,两组所述压紧垫片分别滑动配合地设置在两侧的所述导向槽中。

4.根据权利要求3所述的微动疲劳试验中的恒定法向力加载装置,其特征在于:所述连接轴的所述压紧端沿轴向伸入所述导向槽中而抵触在所述压紧垫片上以施加压紧力。

5.根据权利要求3所述的微动疲劳试验中的恒定法向力加载装置,其特征在于:所述压紧垫片与所述导向槽之间间隙配合地设置。

6.根据权利要求3所述的微动疲劳试验中的恒定法向力加载装置,其特征在于:所述垫片导向板呈圆盘状,所述收容槽呈开口朝向其径向外侧的U字型;所述垫片导向板固定在所述夹具上。

7.根据权利要求1所述的微动疲劳试验中的恒定法向力加载装置,其特征在于:所述疲劳试验机包括固定地设于所述机座上且具有密闭的环境腔室的压力容器,所述试样通过所述夹具设于所述环境腔室中,相应地,所述压紧垫片位于所述环境腔室中,所述压力自平衡拉伸轴的一端伸入所述环境腔室中并连接所述力传感器及所述连接轴。

8.根据权利要求7所述的微动疲劳试验中的恒定法向力加载装置,其特征在于:所述压力容器为能够充盈高温高压气体或液体环境的高压釜,所述高压釜包括固定设置在所述机座上的釜体、设于所述釜体上方且可配合地启闭的釜盖,所述疲劳试验机的所述主轴穿过所述釜盖并插设在所述环境腔室中。

9.一种微动疲劳试验中的恒定法向力加载方法,其特征在于:采用如权利要求1至8任一所述的法向力加载装置,所述加载方法包括如下步骤:

(1)安装所述试样,使得两组所述的压紧垫片分别在所述试样的径向两侧与所述试样之间轻微接触;

(2)所述控制器控制两组所述直线电机工作,使得两侧的连接轴相向运动而分别地逐渐靠近两侧的所述压紧垫片,两所述力传感器分别向所述控制器实时反馈检测到的压力值F0,当检测到的压力值F0小于试验预设的应力值F1时,所述控制器控制两所述直线电机工作而继续驱使两所述连接轴相向运动,直至所述力传感器反馈至所述控制器的压力值F0等于F1时,所述控制器控制两所述直线电机停止运动而保持该压力值,开始微动疲劳试验;

(3)在所述微动疲劳试验的过程中,两所述力传感器分别向所述控制器实时反馈检测到的压力值F0

当F1-f≤F0≤F1+f时,所述控制器控制所述直线电机保持停止运动的状态,其中f为疲劳试验设定的法向力值波动幅度值;

当F0≤F1-f时,所述控制器控制所述直线电机工作而驱使两所述连接轴相向运动而增加压力值;

当F0≥F1-f时,所述控制器控制所述直线电机工作而驱使两所述连接轴朝相反的方向运动而减小压力值。

10.根据权利要求9所述的微动疲劳试验中的恒定法向力加载方法,其特征在于:所述步骤(2)包括先后如下两个步骤:

ⅰ、初始时,确定所述连接轴的所述压紧端与所述压紧垫片端面之间的距离S,所述控制器采用位移控制,所述控制器控制两所述直线电机工作而使得所述连接轴的压紧端的位移达到S;

ⅱ、所述控制器切换为力控制,所述控制器接收两所述力传感器反馈的压力值来控制两所述直线电机的工作状态。

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