本实用新型涉及一种紧固件弯曲疲劳试验装置。
背景技术：
通常螺栓、螺钉、螺柱等的紧固件在安装预紧后，因工况条件的不同，而承受着不同程度的弯曲载荷，在长期服役作用后的失效往往是弯曲疲劳断裂。为了研究长期服役作用后的弯曲疲劳寿命，很多厂家或单位选择在疲劳试验机上对紧固件施加载荷以进行相应的疲劳试验，从而获得载荷-寿命关系。为了对紧固件进行弯曲疲劳试验，需要相应的试验工装。
然而，紧固件在服役过程中大部分存在预紧力，而目前在进行弯曲疲劳试验时没有考虑这一因素，直接对紧固件施加载荷，进行弯曲疲劳试验，这种做法忽略了预紧力对紧固件寿命的影响，直接把材料的疲劳寿命等同于材料工况下的疲劳寿命，导致试验结果与实际有偏差。
技术实现要素：
为了解决由于没有考虑紧固件在服役过程中存在预紧力的因素而导致试验结果失真的问题，本实用新型提供一种紧固件弯曲疲劳试验装置，能够实现紧固件在存在预紧力的工况下的疲劳试验，使试验数据和结论更加准确。
本实用新型提供一种紧固件弯曲疲劳试验装置，其中，所述紧固件弯曲疲劳试验装置包括：框架，包括相面对的两个固定座，每个所述固定座分别形成有安装孔，用于与被试紧固件的第一端固定结合以对所述被试紧固件产生预紧力；连接构件，位于两个所述固定座之间，所述连接构件的两端分别用于与所述被试紧固件的第二端固定结合以对所述被试紧固件产生预紧力；以及加载件，其一端与所述连接构件相连接，另一端与外部设备相连接，用于对所述连接构件施加载荷。
优选地，所述加载件沿与所述连接构件的轴线垂直的方向对所述连接构件施加载荷。
优选地，所述连接构件的两端形成有螺纹孔。
优选地，所述紧固件弯曲疲劳试验装置还包括锁紧螺母，所述锁紧螺母对所述紧固件的所述第一端施加预紧力。
优选地，所述加载件具有通孔，所述连接构件设置在所述通孔内，所述通孔的横截面包括三角形、矩形、圆形、菱形或正六边形。
优选地，所述连接构件包括圆柱形状、四方柱形状或六方柱形状。
优选地，所述连接构件和所述加载件一体形成。
优选地，所述框架还包括至少一个支撑构件，所述至少一个支撑构件的两端分别固定地连接于所述固定座，并支撑所述两个固定座。
优选地，所述紧固件弯曲疲劳试验装置还包括底座，所述框架通过固定构件而固定设置在所述底座上。
优选地，所述框架还包括呈板状的第一支撑构件，所述第一支撑构件设置在所述框架的上部，且所述第一支撑构件形成有通孔，使得所述加载件穿过。
根据本实用新型的实施例的紧固件弯曲疲劳试验装置，具有如下效果：能够实现被试紧固件在存在预紧力的工况下的疲劳试验，使试验数据和结论更加准确；有助于研究被试紧固件在不同预紧力作用下的疲劳特性；能够对两个被试紧固件同时进行试验，加快试验进度的同时，使得试验数据更加可靠；以及被试紧固件弯曲疲劳试验装置的工装结构简单、便于加工。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：
图1为根据本实用新型的实施例的紧固件弯曲疲劳试验装置的示意性主视图；
图2为根据本实用新型的实施例的紧固件弯曲疲劳试验装置的示意性侧视图；
图3为图1的紧固件弯曲疲劳试验装置的剖视图；
图4为根据本实用新型的实施例的加载件的示意图；
图5为根据本实用新型的实施例的框架的主视图；
图6为图5的框架的侧视图；
图7为图5的框架的俯视图；
图8为包括T型螺母和螺栓的固定构件的示意图；以及
图9为根据本实用新型的另一实施例的紧固件弯曲疲劳试验装置的示意图。
附图标记说明
3：加载件；4：底座；5：固定构件；51：T型螺母；52：螺栓；53：螺钉；54：螺母；6：被试紧固件；61：第一端；61：第二端；10：框架；11：固定座；12：第一支撑构件；13：第二支撑构件；14：螺栓；15：安装孔；21：连接构件；22：锁紧螺母；31：通孔；121；通孔。
具体实施方式
现在将详细描述本实用新型的示例性实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号指示相同的部分。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本实用新型。
如图1至图3所示，根据本实用新型的实施例的紧固件弯曲疲劳试验用于获得被试紧固件6的弯曲疲劳强度。所述紧固件弯曲疲劳试验装置包括：框架10，包括相面对的两个固定座11，每个固定座11分别形成有安装孔15(见图5)，用于与被试紧固件6的第一端61固定结合以对被试紧固件6产生预紧力；连接构件21，位于两个固定座11之间，连接构件21的两端分别用于与被试紧固件6的第二端62固定结合以对被试紧固件6产生预紧力；加载件3，其一端与连接构件21相连接，另一端与外部设备相连接，用于对连接构件21施加载荷。
根据该紧固件弯曲疲劳试验装置，可同时对两个被试紧固件6进行试验。此时，两个被试紧固件6的第一端61分别固定结合于两侧的固定座11，第二端62分别固定结合于连接构件21的两端，由此能够模拟实际工况下的预紧力，从而可以得到更加准确的试验结果。
优选地，加载件3可以与疲劳试验机相连接，沿与所述连接构件21的轴线垂直的方向对连接构件21施加载荷。也就是说，加载件3沿与被试紧固件6轴向垂直的径向方向对被试紧固件6施加载荷。如图1所示，加载件3可相对于连接构件21沿上下两个方向对连接构件21施加载荷，使得连接构件21随着加载件3在上下方向上往复动作。当然，根据设计要求，加载件3也可仅沿一个方向对被试紧固件6施加载荷。而且，加载件3施加载荷的方向不限于上下方向，也可以沿前后方向(垂直于图3所示截面的方向)或者其他方向施加载荷。
被试紧固件6可以为带有外螺纹的构件。在实施例中，被试紧固件6可以为例如螺栓、螺钉或螺柱的构件。在这种情况下，连接构件21的两端形成有螺纹孔，螺纹孔具有用于与被试紧固件6的外螺纹配合的内螺纹，在试验过程中，连接构件21与被试紧固件6螺纹接合。在下文中，主要以被试紧固件6作为带有外螺纹的构件为例描述紧固件弯曲疲劳试验装置的结构等。当然，不言而喻的是，只要根据本实用新型的实施例的紧固件弯曲疲劳试验装置能够获得被试紧固件6的弯曲疲劳强度，被试紧固件6不限于设置有外螺纹的构件，例如被试紧固件6也可以为铆钉等。
在图1至图3所示的实施例中，以被试紧固件6为螺柱为例进行描述，在这种情况下，紧固件弯曲疲劳试验装置还包括锁紧螺母22，该锁紧螺母22对两个被试紧固件6的分别连接到固定座11的第一端61施加预紧力，锁紧螺母22可以例如为螺母或螺帽(在图1至图3中为螺母)。在实际试验过程中，首先将被试紧固件6从固定座11的安装孔15穿入，然后大致使两个被试紧固件6的第二端62对齐地旋入连接构件21，此时连接构件21的内螺纹与被试紧固件6的外螺纹螺纹接合，最后例如通过锁紧螺母22对两个被试紧固件6的第一端61施加预紧力，从而在后续操作中，可对被施加了预紧力的两个被试紧固件6进行弯曲疲劳强度试验。在通过连接构件21连接两个被试紧固件6的第二端62的情况下，两个被试紧固件6的第二端62可彼此分开。此外，根据特殊的设计需求，两个被试紧固件6的第二端62也可彼此接触。
在本实用新型的实施例中，两个被试紧固件6可以为两个螺柱(即螺杆)、可以为两个螺栓或者可以为两个螺钉。当然，两个被试紧固件6也可以是一个例如为螺杆，另一个例如为螺栓。
通常，本实施例的紧固件弯曲疲劳试验装置针对尺寸以及外形相同的两个被试紧固件6进行试验。具体地，在试验过程中，例如驱动加载件3动作，随后加载件3例如往复动作以压迫连接构件21并使连接构件21跟随进行往复动作，从而带动两个被试紧固件6的第二端62产生动作。在试验中，在某一特定载荷下，重复加载该特定载荷，当被试紧固件6出现裂纹时，记录加载的次数；然后，取不同的多个载荷，分别在所取载荷下，重复地施加所述每个所取的载荷，直到当被试紧固件6出现裂纹时为止，记录与所述每个所取的载荷对应的记载次数，从而获得载荷-寿命关系(即S-N曲线)。也就是说，在每次试验中，均是设定特定载荷，然后重复记载该特定载荷，记录直到被试紧固件6破坏时的加载字数。
针对尺寸或外形彼此不同的两个被试紧固件6，也可按照相同的步骤利用本实施例的紧固件弯曲疲劳试验装置对被试紧固件6的弯曲疲劳极限进行试验。
此外，在被试紧固件6为例如螺栓、螺钉或螺柱的构件的情况下，当改变被试紧固件6的长度以及螺纹规格时，可根据需要相应地更改与被试紧固件6配套使用的连接构件21的相应长度、螺纹规格以及确定是否设置类似锁紧螺母22的构件。
图4是根据本实用新型的实施例的加载件的示意图。如图4所示，加载件3可具有通孔31，通孔31的横截面例如为正六边形，也就是说，该通孔31的相邻两边之间的夹角为120°。
此外，本实施例的加载件3的通孔31的形状不局限于上述形状，例如加载件3的通孔31的横截面可以包括三角形、矩形、圆形或菱形平。
此外，只要连接构件21能够连接两个被试紧固件6，并不具体限制连接构件21的形状。例如，连接构件21的形状可以为但不限于圆柱形状、四方柱形状或六方柱形状。在本实用新型的实施例中，连接构件21优选为圆柱形状。优选地，连接构件21采用圆柱形状，加载件3的通孔31采用正六边形。
此外，连接构件21和加载件3也可一体形成。
此外，在本实用新型的实施例中，采用连接构件21连接两个被试紧固件6的第二端62，例如具体通过使设置有内螺纹的连接构件21与设置有外螺纹的被试紧固件螺纹接合，这样能够尽可能准确地模拟被试紧固件6的实际工作的工况。另外，通常在实际应用中，被试紧固件6的端部往往受到的载荷最大，因此在本实施中通过加载件3对连接构件21施加载荷，从而对两个被试紧固件6的第二端62施加载荷，这样能够尽可能准确地模拟被试紧固件6的实际受载荷情况。
如图5至图7所示，在实施例中，框架10还可包括第一支撑构件12和第二支撑构件13，第一支撑构件12和第二支撑构件13的两端分别固定地连接于固定座11，并支撑两个固定座11。
在实施例中，并不具体限制第一支撑构件12和第二支撑构件的具体结构和数量，只要能够实现至少一个支撑构件足够保证框架10的强度即可。例如，至少一个支撑构件可以为一个或更多个板、一根或更多根柱。在本实用新型中，第一支撑构件12和第二支撑构件分别为一个板，这样能够最大化地保证框架10的结构强度。当第一支撑构件12为一个板的情况下，需要在支撑构件12上开设供加载件3贯通的通孔121。第一支撑构件12和第二支撑构件例如可通过螺栓14等固定连接到对应的固定座11。
此外，在实施例中，框架10可通过固定构件5而固定设置在底座4上。例如，在实施例中，在底座4的两侧分别设置有T型槽，该固定构件5可例如包括T型螺母51和螺栓52。螺栓52从上向下插入底座4的T型槽中，T型螺母51旋拧在螺栓52上。图8示出包括T型螺母和螺栓的固定构件5的示意图。
在本实用新型的实施例中，并不具体限制采用T型槽、T型螺母51和螺栓52的连接结构将框架10的固定座11固定到底座4，也可采用其他连接结构。
图9示出根据本实用新型的另一实施例的紧固件弯曲疲劳试验装置的示意图。图9中所示的实施例与图1至图3中所示的实施例的主要区别在于：图9中的被试紧固件6为螺栓，以及固定构件5采用螺钉53和螺母54。图9中的其余附图标记与图1至图3中的附图标记指代相同的部件。
在图9的实施例中，由于被试紧固件6为螺栓，因此省略了图1至图3中的锁紧螺母22。
此外，在图9的实施例中，利用螺钉53和螺母54替换了T型螺母51和螺栓52，同样能够实现将固定座11固定到底座4。
根据本实用新型的实施例的紧固件弯曲疲劳试验装置，能够实现被试紧固件在存在预紧力的工况下的疲劳试验，试验数据和结论更加准确；有助于研究被试紧固件在不同预紧力作用下的疲劳特性；能够对两个被试紧固件同时进行试验，加快试验进度的同时，使得试验数据更加可靠；以及被试紧固件弯曲疲劳试验装置的工装结构简单、便于加工。
本实用新型的以上实施例仅仅是示例性的，而本实用新型并不受限于此。