技术简介：
本发明针对现有高频扭转疲劳试验夹具因垂直位移导致能量浪费、扭矩不足及试样过早破坏的问题，设计新型夹具结构。通过前、后圆盘与下压头的协同作用，使轴向力作用线通过试样圆心，消除垂直位移，实现高效扭矩传递。采用滑动或滚动摩擦副降低阻力，提升试验频率与精度，降低设备成本。
关键词：高频扭转夹具,扭矩转换,结构优化
专利名称：高频扭转疲劳试验夹具的制作方法
技术领域：
本发明属于金属材料的物理试验设备，尤其涉及一种轴向高频疲劳试验机的辅助装置。
目前，国内常用的轴向高频疲劳试验机大多是甘肃天水红山试验机厂或是长春材料试验机研究所生产的，也有的单位使用瑞士生产的AMSLER疲劳试验机。这类试验机是电磁共振型的，它们所能提供的能量是有限的，特别是当共振时，夹头的垂直位移较大的时候，机器就难以提供较大的轴向荷载。这些机器所附带的扭转疲劳夹具试图将机器提供的轴向荷载变为作用在试样上的扭矩。但由于其设计不合理，使用这类夹具实验时，除了扭转疲劳试样前、后两端面相对转动，其整体还随着机器有较大的垂直位移量。这个垂直位移量对试样的扭转丝毫不起作用，且白白消耗了机器能量的很大部分，因此，就不能使得试样受到较大的交变扭矩，另外还因其受力不当，先于试样破坏，所以使用此类夹具已难以正常进行高频扭转疲劳试验。
本发明的目的是提供一种新型的高频扭转疲劳试验夹具，它克服现有的高频扭转疲劳试验夹具设计缺陷，以便在轴向高频疲劳试验机上完成高频扭转疲劳试验。
本发明是这样实现的它由前圆盘、后圆盘、下压头、两支上压头、两支销钉、四个垫块以及四个螺栓组成。试验时，前圆盘、后圆盘对称放置在下压头上，将扭转疲劳试样安装在前圆盘和后圆盘的中心孔中，分别由四个螺栓和四个垫块将试样与前、后圆盘紧紧地固定在一起。一支上压头用销钉安装在前圆盘的右侧，另一支上压头用另一个销钉安装在后圆盘的左侧，上压头和前、后圆盘均可绕销钉转动，故上压头不会产生弯曲应力，它们和下压头的两个支点分别作用在扭转疲劳试样的同一个横截面内。下压头轴向力的作用线通过扭转疲劳试样的圆心，使得试样只受到扭矩的作用。上压头、下压头受到压力时，前圆盘、后圆盘以及扭转疲劳试样的前、后两端面绕其圆心相对转动，而它们圆心的垂直位移量很小。这样，扭转疲劳试样就可获得较大的交变扭矩。前、后圆盘与下压头的弧面构成滑动摩擦副，也可在它们的弧面之间放置一滚柱，构成滚动摩擦副，以减小阻力矩。
本发明与现有技术相比的优点在于其结构简单，且能有效地将机器提供的轴向交变荷载转变为作用在试样上的交变扭矩，从而可以利用轴向高频疲劳试验机进行高频扭转疲劳试验。由于一般的液压扭转疲劳试验机的试验频率都比较低，试验时需要增加大量时间，而且液压扭转疲劳试验机的结构复杂，造价很高，故需要花费大量的试验经费。使用本发明在轴向高频疲劳试验机上进行高频扭转疲劳试验，由于其结构简单、制作容易，成本较低，试验频率高，试验时间少，从而可节省时间和试验经费。
本发明
图1为本发明的主视图；图2为本发明的后视图；图3为本发明的右视图。
下面结合附图对本发明作进一步阐述如附图所示的高频扭转疲劳试验夹具由前圆盘1、后圆盘 2、下压头 3、上压头 4、上压头 5、销钉 6、销钉 7、垫块 8、9、10、11等四个垫块、螺栓 12、13、14、15等四个螺栓以及两个滚柱 16、17组成。将形状完全相同的前圆盘1、后圆盘2对称放置在下压头3上，把两端具有平行平面的试样18放入前圆盘1和后圆盘2的中心孔中，用螺栓12、13、14、15等四个螺栓通过垫块8、9、10、11等四个垫块将试样18固定在前圆盘1、后圆盘2上。上压头4用销钉6安装在前圆盘1的右侧，上压头5用销钉7安装在后圆盘2的左侧。下压头3的力的作用线通过试样18的圆心。必要时可在前圆盘1和下压头3的一个支点的弧面之间加入一个滚柱16，在后圆盘2和下压头3的另一个支点的弧面之间加入一个滚柱17，构成滚动摩擦副。上压头4、上压头5和下压头3受到压力时，它们之间的相对位移使得前圆盘1、后圆盘2绕其圆心转动，方向相反，试样18只受到扭矩的作用，因其整体没有较大的铅垂位移量，故机器振动时，扭转疲劳试样18可获得较大的交变扭矩。
权利要求1.一种高频扭转疲劳试验夹具，由前、后圆盘，上、下压头，销钉、垫块、螺栓、滚柱组成，其特征在于一支上压头与前圆盘用销钉连接，另一支上压头与后圆盘由另一个销钉连接，它们均可绕销钉轴心转动；下压头轴向力的作用线通过扭转疲劳试样的圆心，前、后圆盘和下压头的两个支点的弧面分别构成滑动摩擦副。
2.根据权利要求1所述的高频扭转疲劳试验夹具，其特征在于前、后圆盘对称放置，一支上压头安装在前圆盘的右侧，另一支上压头安装在后圆盘的左侧，它们与下压头的两个支点分别在扭转疲劳试样的同一个横截面内。
3.根据权利要求1所述的高频扭转疲劳试验夹具，其特征在于前、后圆盘和下压头的两个支点的弧面间可以放置滚柱，构成滚动摩擦副。
全文摘要一种高频扭转疲劳试验夹具，它的两支上压头用销钉与前、后圆盘联接、并可绕销钉轴心转动，故上压头、前、后圆盘均不会产生弯曲应力，由于下压头轴向力的作用线通过扭转疲劳试样的圆心，充分利用了试验机所提供的能量使得试样受到的交变扭矩较大。它适于科研单位大专院校和机械工业企业利用轴向加荷高频疲劳试验机进行扭转疲劳试验，也可利用本发明制造专门的高频扭转疲劳试验机。
文档编号G01N3/26GK1134547SQ9511133
公开日1996年10月30日 申请日期1995年4月25日 优先权日1995年4月25日
发明者黄郁仲 申请人:西南交通大学