本发明属于曲轴疲劳测试技术领域，尤其是涉及一种可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置。
背景技术：
曲轴部件作为发动机动力输出的主要零件，工作中承受弯、扭、振动等复杂作用力的周期性作用，其结构强度及疲劳可靠性至关重要。特别是曲轴主轴颈与连杆轴颈圆角处应力水平较高，主要是由于曲轴受到缸内爆发压力作用下产生弯曲变形所致。交变载荷作用下圆角处往往会出现开裂故障。
产品开发阶段为了检验曲轴的结构强度及疲劳可靠性，会在计算仿真的基础上进行部件疲劳试验。曲轴疲劳试验一般分为两种，一种是整机搭载疲劳试验，一种机械部件疲劳试验。前者试验过程繁琐、费用高、风险大、效率低。但是，曲轴工作环境真实，载荷综合作用明显，可信度高等。后者利用试验机模拟曲轴所承受爆发压力与惯性力的交变作用，以一定载荷系数与循环基数为考核目标，根据试验结果判定该曲轴的疲劳强度。
弯曲疲劳试验加载方法通常有双支撑弯曲疲劳试验与非对称弯曲疲劳试验两种。一般曲轴部件疲劳试验频率低，载荷作用单一，需要专用液压试验机，设备功能要求高。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置，以满足不同轴颈曲轴弯曲疲劳试验要求，适应于通用高频试验机工作需要，试验曲轴单元可以自适应弯曲变形。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置，包括触动法兰、弹性弯曲板、主轴颈开口压头、连杆轴颈支撑、主轴颈支撑，所述主轴颈支撑和连杆轴颈支撑垂直安装在试验平台上表面的t型槽处，所述主轴颈支撑上设有一个主轴颈支撑孔，所述连杆轴颈支撑上设有一个连杆轴颈支撑孔，试验曲轴单元的第一主轴颈和连杆轴颈分别通过第一主轴颈调整瓦片和连杆轴颈调整瓦片安装在主轴颈支撑孔和连杆轴颈支撑孔内，所述主轴颈开口压头通过第二主轴颈调整瓦片安装在第二主轴颈处，所述触动法兰位于主轴颈开口压头上方，所述弹性弯曲板的上端与触动法兰连接，下端与主轴颈开口压头连接。
进一步的，所述主轴颈支撑和连杆轴颈支撑通过高强度螺栓连接在支撑座和轴承盖上。
进一步的，所述第一主轴颈调整瓦片和连杆轴颈调整瓦片分别与主轴颈支撑底孔和连杆轴颈支撑底孔过盈配合。
进一步的，所述第一主轴颈调整瓦片和连杆轴颈调整瓦片的内孔分别与第一主轴颈和连杆轴颈过盈配合。
进一步的，在所述第二主轴颈下方的主轴颈开口压头处横向通过紧固螺栓刚性连接。
进一步的，所述弹性弯曲板为上下两件，且分别由四块连接块固定并串联在主轴颈开口压头与触动法兰之间。
进一步的，所述连接块通过螺栓连接弹性弯曲板。
进一步的，所述触动法兰的上表面开设定位止口，且下部偏心设置有立板结构。
进一步的，所述触动法兰的定位止口中心线与弹性弯曲板重合。
相对于现有技术，本发明所述的可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置具有以下优势：
(1)本发明所述的可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置在过去曲轴非对称弯曲疲劳试验方法的基础上增加多重调整轴瓦和自适应弹性弯曲板，可以满足不同轴颈曲轴弯曲疲劳试验要求，适应于通用高频试验机工作需要，试验曲轴单元可以自适应弯曲变形。
(2)本发明所述的可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置结构简单，机械强度高，承载稳定，装配方便，制造成本低，功能齐全。
(3)本发明所述的可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置通过轴颈支撑位置与过盈瓦片内径的调整可以实现一定规格范围内的不同曲轴单元的弯曲疲劳试验，其通用性强、调整灵活、二次投入低。
(4)本发明所述的可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置对曲轴单元的第二主轴颈采用支撑反力加载，承载弯矩模拟，载荷控制真实、可信，曲轴单元可自由弯曲，考察区域应力水平与工程应用相似度高。
(5)本发明所述的可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置可以利用通用高频试验机作为加载设备，试验方案适应性强，试验频率可大幅提高，试验周期短，工作成本低，可实现无人值守的目标。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置结构示意图。
附图标记说明：
1-触动法兰；2-连接块；3-弹性弯曲板；4-主轴颈开口压头；5-试验曲轴单元；6-第二主轴颈调整瓦片；7-连杆轴颈支撑；8-试验平台；9-主轴颈支撑；10-连杆轴颈调整瓦片；11-第一主轴颈调整瓦片；12-第一主轴颈；13-连杆轴颈；14-第二主轴颈。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置，包括触动法兰1、弹性弯曲板3、主轴颈开口压头4、连杆轴颈支撑7、主轴颈支撑9，所述主轴颈支撑9和连杆轴颈支撑7垂直安装在试验平台8上表面的t型槽处，所述主轴颈支撑9上设有一个主轴颈支撑孔，所述连杆轴颈支撑7上设有一个连杆轴颈支撑孔，试验曲轴单元5的第一主轴颈12和连杆轴颈13分别通过第一主轴颈调整瓦片11和连杆轴颈调整瓦片10安装在主轴颈支撑孔和连杆轴颈支撑孔内，所述主轴颈开口压头4通过第二主轴颈调整瓦片6安装在第二主轴颈14处，所述第二主轴颈14作为试验载荷的施加端，形成悬臂梁承载结构，所述触动法兰1位于主轴颈开口压头4上方，所述弹性弯曲板3的上端与触动法兰1连接，下端与主轴颈开口压头4连接。
所述主轴颈支撑9和连杆轴颈支撑7通过高强度螺栓连接在支撑座和轴承盖上。
所述第一主轴颈调整瓦片11和连杆轴颈调整瓦片10分别与主轴颈支撑底孔和连杆轴颈支撑底孔过盈配合。
所述第一主轴颈调整瓦片11和连杆轴颈调整瓦片10的内孔分别与第一主轴颈12和连杆轴颈13过盈配合。
在所述第二主轴颈14下方的主轴颈开口压头4处横向通过紧固螺栓刚性连接。
所述弹性弯曲板3为上下两件，且分别由四块连接块2固定并串联在主轴颈开口压头4与触动法兰1之间。
所述连接块2通过螺栓连接弹性弯曲板3。
所述触动法兰1的上表面开设定位止口，且下部偏心设置有立板结构。
所述触动法兰1的定位止口中心线与弹性弯曲板3重合，即保证了试验机触动头中心线与弹性弯曲板3一致。
所述试验平台8与主轴颈支撑9和连杆轴颈支撑7均通过t型块和地脚螺栓固定。
所述可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置各组合件的连接紧固主要靠高强度螺栓实现；预紧力大小及安装规范严格按照国家紧固件规范要求执行。
本实施例的工作原理及过程如下：
可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置主要的特点是可调与弯曲自适应。该装置灵活可调一方面表现在随着曲轴轴颈在一定规格范围内的变化，通过更换不同厚度的调整瓦片加以适应；甚至可以将调整瓦片设计为偏心瓦片来满足行程变化的曲轴样件结构需要，从而实现其加载装置的通用性。另一方面由于发动机缸心距不同造成曲轴曲拐位置变化，连杆轴颈支撑位置不同，则可以通过调整连杆轴颈支撑7、主轴颈支撑9在试验平台8上t型槽方向的相对位置而实现。另外，可以满足v型机并列连杆在连杆轴颈上不同位置上的载荷作用要求。
试验曲轴单元5弯曲变形自适应则由两块弹性弯曲板3弯曲变形来实现。由于弹性弯曲板3厚度较小，材料弹性好，在触动力的作用下顺势局部弯曲，不会对试验曲轴单元5产生干扰作用。另外，两块弹性弯曲板3变形区域较短，弯曲变形幅度较小，而方向相反，则可以保证作用力传递流畅而不失稳。
所述可调式自适应曲轴弯曲疲劳试验装置在试验工作中所采用的试验方法为非对称弯曲疲劳试验方法，其所施加的试验载荷为曲轴主轴颈反支撑力相对应的工作弯矩，根据试验目标要求设置载荷系数(一般1.6及以上)；如图1中的标号a处为考察区域，考察区域为试验曲轴单元5结构当中第二主轴颈圆角及连杆轴颈圆角处的疲劳强度；主轴颈支撑力与试验机触动器作用力存在位置上的偏差，从而造成作用力大小的不同，因此，根据支撑反力所产生的理论弯矩和触动力相对位置推导得出最大试验拉伸载荷和压缩载荷；试验曲轴单元5通过试验机高频动态激励在拉伸载荷与压缩载荷之间的交变作用达到弯曲疲劳试验考核的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。