專利名稱：一種適用于受拉試件的疲勞試驗(yàn)機(jī)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種疲勞試驗(yàn)裝置，特別是涉及受拉試件的疲勞試驗(yàn)裝置及其方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車設(shè)計(jì)水平和制造能力的不斷提高，汽車的穩(wěn)定性能也逐步提高，但是不 可避免的是，任何一款汽車都有可能發(fā)生故障，尤其是在行駛中，如果汽車發(fā)生故障?？吭?路邊，此時(shí)汽車保險(xiǎn)杠上的拖鉤就發(fā)揮了其重要的作用。假如保險(xiǎn)杠的強(qiáng)度不過(guò)關(guān)，試想這樣一種情況，前面的拖車在拖動(dòng)后面的車上坡 的過(guò)程中，拖鉤突然斷裂，后面的車在失去動(dòng)力的情況下，必然發(fā)生危險(xiǎn)；再加入前方車在 轉(zhuǎn)彎的過(guò)程中，保險(xiǎn)杠因?yàn)槌惺懿涣溯^大的離心力而斷裂，此事后面的車將被甩出彎道，這 也是非常危險(xiǎn)的事情；特別是室外的越野車，一旦車陷入泥潭，或者需要幫助才能駛上較大 坡度時(shí)，拖鉤的存在便直觀重要，而且對(duì)疲勞強(qiáng)度要求更高。保險(xiǎn)杠斷裂是一件非常危險(xiǎn)的 事情，鋼絲繩一頭連著前車，另一頭是堅(jiān)硬的保險(xiǎn)杠，這無(wú)異于一個(gè)流星錘飛舞在空中，砸 到人后果不堪設(shè)想，這也是越野車迷們最怕發(fā)生的事情。另外，汽車保險(xiǎn)杠的使用，汽車保險(xiǎn)杠的疲勞強(qiáng)度對(duì)與汽車保險(xiǎn)杠的防撞強(qiáng)度之 間也有非常大的關(guān)系，需要一種實(shí)驗(yàn)儀器能夠?qū)ν香^的疲勞進(jìn)行模擬，然后進(jìn)一步研究保 險(xiǎn)杠的防撞強(qiáng)度的影響。保險(xiǎn)杠的安全性能是汽車安全系統(tǒng)中不可忽視的一部分，不僅僅關(guān)系到保險(xiǎn)杠本 身，同時(shí)也與汽車保險(xiǎn)杠的強(qiáng)度有很大關(guān)系。然而長(zhǎng)久以來(lái)，人們一直對(duì)保險(xiǎn)杠的拖鉤的安 全性能欠缺考慮，要么采用傳統(tǒng)的加大加粗的方法，要么則是憑借經(jīng)驗(yàn)或者計(jì)算對(duì)保險(xiǎn)杠 的拖鉤進(jìn)行設(shè)計(jì)，而簡(jiǎn)單使用的保險(xiǎn)杠疲勞實(shí)驗(yàn)裝置并沒有得到推廣和普遍的應(yīng)用。而且，產(chǎn)品的疲勞壽命是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)，因?yàn)殡S著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激 烈，產(chǎn)品的壽命對(duì)用戶來(lái)說(shuō)顯得越來(lái)越重要。一般來(lái)說(shuō)，受拉機(jī)械零部件的力學(xué)性能與材 料、制造工藝等因素都有密切的關(guān)系，疲勞強(qiáng)度涉及到材料、力學(xué)和機(jī)械三個(gè)常規(guī)學(xué)科領(lǐng) 域，并且從載荷統(tǒng)計(jì)、應(yīng)力分析到壽命估算都與經(jīng)典力學(xué)方法不相同。因此，在設(shè)計(jì)階段就 給以全面而精確的力學(xué)計(jì)算是十分困難而且要花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，為了保證設(shè)計(jì)的合理 性、可靠性，就需要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)_樣機(jī)_修改設(shè)計(jì)多次的反復(fù)過(guò)程。另外要說(shuō)明的是，仿生氣動(dòng)肌腱是一種新型的拉伸型執(zhí)行元件。它以嶄新的設(shè)計(jì) 構(gòu)思突破了氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器做功必須由氣體介質(zhì)流體推動(dòng)活塞這一傳統(tǒng)概念。與傳統(tǒng)的氣缸相 比，氣缸具有活塞、(或葉片)活塞桿、密封圍缸筒端蓋等零部件但仿生氣動(dòng)肌腱卻簡(jiǎn)單得 多它沒有活塞、活塞桿、缸筒、密封圈等諸多零部件，與能產(chǎn)生相等力的氣缸相比，它的耗氣 量?jī)H為普通氣缸40%。沒有任何機(jī)械零件運(yùn)動(dòng)如像氣缸活塞運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦運(yùn)動(dòng)。工作 時(shí)動(dòng)態(tài)特性優(yōu)越，當(dāng)工作行程臨近終點(diǎn)時(shí)無(wú)蠕動(dòng)現(xiàn)象，當(dāng)管內(nèi)通入壓縮空氣后仿生氣動(dòng)肌 腱產(chǎn)生相當(dāng)于同缸徑氣缸10倍的拉伸力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種適用于受拉試件的疲勞試驗(yàn)機(jī)及其方法。適用于受拉試件的疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括疲勞施力機(jī)構(gòu)、預(yù)緊力機(jī)構(gòu)、矯直滾輪機(jī)構(gòu)、 試驗(yàn)固定架、輔助機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)；疲勞施力機(jī)構(gòu)包括支座、氣動(dòng)肌腱、連接器、后支撐架、 前支撐架、鋼絲繩、限位塊、滑塊、導(dǎo)軌和滑動(dòng)支撐板，其中支座固定在滑動(dòng)支撐板上，氣動(dòng) 肌腱的后端與支座連接，氣動(dòng)肌腱的前端與連接器連接，連接器與后支撐架連接，后支撐架 與控制系統(tǒng)的拉力傳感器的后端連接，前支撐架與拉力傳感器的前端連接，前支撐架與鋼 絲繩連接，氣動(dòng)肌腱的中心、拉力傳感器的中心和鋼絲繩保持在同一條直線上，滑動(dòng)支撐板 上設(shè)有一條導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的兩端設(shè)有限位塊，導(dǎo)軌上設(shè)有兩個(gè)滑塊，前支撐架和后支撐架分別 與滑塊連接，滑動(dòng)支撐板的下表面依次固定兩個(gè)滑塊，兩個(gè)滑塊與固定在支撐矩管上的導(dǎo) 軌配合；預(yù)緊力機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、電機(jī)支撐架、內(nèi)齒輪組、絲桿前支撐座、絲桿、絲螺和絲桿后 支撐座，其中電機(jī)固定在電機(jī)支撐架上，電機(jī)與內(nèi)齒輪組連接，內(nèi)齒輪組與絲桿連接，絲桿 安裝在絲桿前支撐座和絲桿后支撐座上，絲螺固定在滑動(dòng)支撐板的下表面，絲桿前支撐座、 絲桿后支撐座和電機(jī)支撐架依次固定在輔助機(jī)構(gòu)的固定支撐板上；輔助機(jī)構(gòu)包括定滑輪、吊繩、配重板、豎直T型槽平板、T形槽試件安裝板、滑動(dòng)安 裝板、固定支撐板、橫向T型槽平板和支撐矩管，其中吊繩的一端連接T形槽試件安裝板， 另一端連接配重板，吊繩繞在定滑輪上，豎直T型槽平板固定在試驗(yàn)固定架上，滑動(dòng)安裝板 在豎直T型槽平板上，滑動(dòng)安裝板能夠在豎直T型槽平板上滑動(dòng)或者固定，矯直滾輪機(jī)構(gòu)固 定在固定支撐板上，固定支撐板能夠在橫向T型槽平板上左右滑動(dòng)或者固定；控制系統(tǒng)包 括位移傳感器、溫度傳感器、拉力傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、工控機(jī)和顯示器；其中位移傳感器 安裝在受拉試件上，溫度傳感器固定在氣動(dòng)肌腱的出氣口附近，位移傳感器、溫度傳感器和 拉力傳感器通過(guò)電纜與數(shù)據(jù)采集卡連接，數(shù)據(jù)采集卡和顯示器通過(guò)電纜與工控機(jī)連接。試驗(yàn)機(jī)的受拉試件的疲勞試驗(yàn)方法包括以下步驟1)操作員將試件安裝在T形槽試件安裝板上，調(diào)整T型槽平板使受拉試件在試驗(yàn) 豎直平面上進(jìn)行Y軸方向的移動(dòng)，調(diào)整安裝板使受拉試件在試驗(yàn)豎直平面上進(jìn)行X軸方向 的移動(dòng)；2)操作員調(diào)整試驗(yàn)機(jī)位置調(diào)整橫向T型槽平板使疲勞試驗(yàn)主機(jī)在試驗(yàn)水平面上 進(jìn)行X軸方向的移動(dòng)，最后得到受拉試件的拉力角度；3)操作員調(diào)整矯直滾輪機(jī)構(gòu)，使拉力傳感器受到鋼絲繩的拉伸力水平；4)操作員啟動(dòng)電機(jī)控制開關(guān)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并產(chǎn)生預(yù)緊力；5)操作員啟動(dòng)空壓機(jī)開關(guān)，空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)肌腱運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生疲勞拉力；6)操作員監(jiān)測(cè)顯示器上顯示數(shù)據(jù)采集卡上采集到的位移傳感器、溫度傳感器和拉 力傳感器的圖像和數(shù)據(jù)，這些圖像和數(shù)據(jù)包括位移波動(dòng)圖、最大平均位移、最小平均位移、 峰值位移、拉力波動(dòng)圖、最大平均拉力、最小平均拉力、最小疲勞拉力、頻率、累計(jì)試驗(yàn)次數(shù)、 累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間和氣動(dòng)肌腱溫度；7)工控機(jī)報(bào)警并控制空壓機(jī)停止工作后，操作員檢查受拉試件和疲勞試驗(yàn)機(jī)，如 果出現(xiàn)裂紋，試驗(yàn)結(jié)束，如果沒有出現(xiàn)裂紋，重新調(diào)整疲勞試驗(yàn)機(jī)后繼續(xù)試驗(yàn)；8)試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)試件的實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行保存和數(shù)據(jù)庫(kù)管理。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有的有益效果在于
1)本發(fā)明能夠掌握受拉試件的最大平均位移、最小平均位移、峰值位移、最大平均 拉力、最小平均拉力、最小疲勞拉力、頻率、累計(jì)試驗(yàn)次數(shù)和累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間等眾多參數(shù)，還可 以對(duì)試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理，為受拉試件的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。2)由于用現(xiàn)代化的控制技術(shù)和試驗(yàn)手段，可排除人為或自然界的干擾條件，對(duì)試 件進(jìn)行針對(duì)性安排試驗(yàn)方案，使得試驗(yàn)?zāi)康拿鞔_，試驗(yàn)的指導(dǎo)性、可靠性大大增加；3)可以對(duì)零部件進(jìn)行兩種力學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括疲勞拉伸試驗(yàn)和拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)；4)試驗(yàn)機(jī)可以對(duì)試件進(jìn)行空間受拉的力學(xué)試驗(yàn)；5)試驗(yàn)重復(fù)性強(qiáng)，因而增加了試驗(yàn)的可比性；6)由于摒棄了傳統(tǒng)的單一電機(jī)和機(jī)械機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力源，采用先進(jìn)的氣動(dòng)和電動(dòng)的 混合動(dòng)力系統(tǒng)作為疲勞試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)力源，這樣可以大大節(jié)約試驗(yàn)的空間和經(jīng)費(fèi)，并有效地 縮短了研制周期。


圖1為疲勞試驗(yàn)機(jī)的主視圖；圖2為疲勞試驗(yàn)機(jī)的疲勞施力機(jī)構(gòu)和預(yù)緊力機(jī)構(gòu)的局部剖視圖；圖3為疲勞試驗(yàn)機(jī)的俯視圖；圖4為疲勞試驗(yàn)機(jī)的左視圖；圖5為疲勞試驗(yàn)機(jī)的軸測(cè)視圖；圖6為疲勞試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)行流程圖。圖中，疲勞施力機(jī)構(gòu)1、預(yù)緊力機(jī)構(gòu)2、矯直滾輪機(jī)構(gòu)3、試驗(yàn)固定架4、輔助機(jī)構(gòu)5、 控制系統(tǒng)6支座11、氣動(dòng)肌腱12、連接器13、后支撐架14、前支撐架15、鋼絲繩16、限位塊 17、滑塊18、導(dǎo)軌19、滑動(dòng)支撐板110、電機(jī)21、電機(jī)支撐架22、內(nèi)齒輪組23、絲桿前支撐座 24、絲桿25、絲螺26、絲桿后支撐座27、定滑輪51、吊繩52、配重板53、豎直T型槽平板54、 T形槽試件安裝板55、滑動(dòng)安裝板56、固定支撐板57、橫向T型槽平板58、支撐矩管59、位 移傳感器61、溫度傳感器62、拉力傳感器63、數(shù)據(jù)采集卡64、工控機(jī)65、顯示器66。
具體實(shí)施例方式一種適用于受拉試件的疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括疲勞施力機(jī)構(gòu)1、預(yù)緊力機(jī)構(gòu)2、矯直滾 輪機(jī)構(gòu)3、試驗(yàn)固定架4、輔助機(jī)構(gòu)5和控制系統(tǒng)6。疲勞施力機(jī)構(gòu)1包括支座11、氣動(dòng)肌腱12、連接器13、后支撐架14、前支撐架15、 鋼絲繩16、限位塊17、滑塊18、導(dǎo)軌19和滑動(dòng)支撐板110，其中支座11固定在滑動(dòng)支撐板 110上，氣動(dòng)肌腱12的后端與支座11連接，氣動(dòng)肌腱12的前端與連接器13連接，連接器 13與后支撐架14連接，后支撐架14與控制系統(tǒng)6的拉力傳感器63的后端連接，前支撐架 15與拉力傳感器63的前端連接，前支撐架15與鋼絲繩16連接，氣動(dòng)肌腱12的中心、拉力 傳感器63的中心和鋼絲繩16保持在同一條直線上，滑動(dòng)支撐板110上設(shè)有一條導(dǎo)軌19，導(dǎo) 軌19的兩端設(shè)有限位塊17，導(dǎo)軌19上設(shè)有兩個(gè)滑塊18，前支撐架15和后支撐架16分別 與滑塊18連接，滑動(dòng)支撐板110的下表面依次固定兩個(gè)滑塊18，兩個(gè)滑塊18與固定在支撐 矩管59上的導(dǎo)軌19配合。預(yù)緊力機(jī)構(gòu)2包括電機(jī)21、電機(jī)支撐架22、內(nèi)齒輪組23、絲桿前支撐座24、絲桿25、絲螺26和絲桿后支撐座27，其中電機(jī)21固定在電機(jī)支撐架22上，電機(jī)21與內(nèi)齒輪 組23連接，內(nèi)齒輪組23與絲桿25連接，絲桿25安裝在絲桿前支撐座24和絲桿后支撐座 27上，絲螺26固定在滑動(dòng)支撐板110的下表面，絲桿前支撐座24、絲桿后支撐座27和電機(jī) 支撐架22依次固定在輔助機(jī)構(gòu)5的固定支撐板57上。輔助機(jī)構(gòu)5包括定滑輪51、吊繩52、配重板53、豎直T型槽平板54、T形槽試件安 裝板55、滑動(dòng)安裝板56、固定支撐板57、橫向T型槽平板58和支撐矩管59，其中吊繩52 的一端連接T形槽試件安裝板55，另一端連接配重板53，吊繩52繞在定滑輪51上，豎直T 型槽平板54固定在試驗(yàn)固定架4上，滑動(dòng)安裝板56在豎直T型槽平板54上，滑動(dòng)安裝板 56能夠在豎直T型槽平板54上滑動(dòng)或者固定，矯直滾輪機(jī)構(gòu)3固定在固定支撐板57上，固 定支撐板57能夠在橫向T型槽平板58上左右滑動(dòng)或者固定?？刂葡到y(tǒng)6包括位移傳感器61、溫度傳感器62、拉力傳感器63、數(shù)據(jù)采集卡64、 工控機(jī)65和顯示器66 ；其中位移傳感器61安裝在受拉試件上，溫度傳感器62固定在氣 動(dòng)肌腱12的出氣口附近，位移傳感器61、溫度傳感器62和拉力傳感器63通過(guò)電纜與數(shù)據(jù) 采集卡64連接，數(shù)據(jù)采集卡64和顯示器66通過(guò)電纜與工控機(jī)65連接；位移傳感器61、溫 度傳感器62和拉力傳感器63的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)放大連接到A/D板進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；工控機(jī)65 讀取并處理經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集卡收集的數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示器66上，顯示器66 顯示的內(nèi)容包括位移波動(dòng)圖、最大平均位移、最小平均位移、峰值位移、實(shí)時(shí)位移、拉力波動(dòng) 圖、最大平均拉力、最小平均拉力、最小疲勞拉力、實(shí)時(shí)位移、頻率、累計(jì)試驗(yàn)次數(shù)、累計(jì)試驗(yàn) 時(shí)間和氣動(dòng)肌腱溫度；控制系統(tǒng)6中預(yù)設(shè)位移警戒值、拉力警戒值和溫度警戒值，在試驗(yàn)過(guò) 程中出現(xiàn)滿足預(yù)設(shè)三個(gè)警戒值中任何一個(gè)的時(shí)候，計(jì)算機(jī)報(bào)警并控制空壓機(jī)停止工作，操 作員檢查受拉試件和疲勞試驗(yàn)機(jī)，如果出現(xiàn)裂紋，試驗(yàn)結(jié)束，如果沒有出現(xiàn)裂紋，重新調(diào)整 疲勞試驗(yàn)機(jī)后繼續(xù)試驗(yàn)。試驗(yàn)機(jī)的受拉試件的疲勞試驗(yàn)方法包括如下步驟1)操作員將試件安裝在T形槽試件安裝板55上，調(diào)整T型槽平板54使受拉試件 在試驗(yàn)豎直平面上進(jìn)行Y軸方向的移動(dòng)，調(diào)整安裝板56使受拉試件在試驗(yàn)豎直平面上進(jìn)行 X軸方向的移動(dòng)；2)操作員調(diào)整試驗(yàn)機(jī)位置調(diào)整橫向T型槽平板58使疲勞試驗(yàn)主機(jī)在試驗(yàn)水平 面上進(jìn)行X軸方向的移動(dòng)，最后得到受拉試件的拉力角度；3)操作員調(diào)整矯直滾輪機(jī)構(gòu)，使拉力傳感器63受到鋼絲繩16的拉伸力水平；4)操作員啟動(dòng)電機(jī)控制開關(guān)，電機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)并產(chǎn)生預(yù)緊力；5)操作員啟動(dòng)空壓機(jī)開關(guān)，空壓機(jī)67驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)肌腱12運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生疲勞拉力；6)操作員監(jiān)測(cè)顯示器66上顯示數(shù)據(jù)采集卡65上采集到的位移傳感器61、溫度傳 感器62和拉力傳感器63的圖像和數(shù)據(jù)，這些圖像和數(shù)據(jù)包括位移波動(dòng)圖、最大平均位移、 最小平均位移、峰值位移、拉力波動(dòng)圖、最大平均拉力、最小平均拉力、最小疲勞拉力、頻率、 累計(jì)試驗(yàn)次數(shù)、累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間和氣動(dòng)肌腱溫度；7)工控機(jī)65報(bào)警并控制空壓機(jī)67停止工作后，操作員檢查受拉試件和疲勞試驗(yàn) 機(jī)，如果出現(xiàn)裂紋，試驗(yàn)結(jié)束，如果沒有出現(xiàn)裂紋，重新調(diào)整疲勞試驗(yàn)機(jī)后繼續(xù)試驗(yàn)；8)試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)試件的實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行保存和數(shù)據(jù)庫(kù)管理。
權(quán)利要求
一種適用于受拉試件的疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于包括疲勞施力機(jī)構(gòu)(1)、預(yù)緊力機(jī)構(gòu)(2)、矯直滾輪機(jī)構(gòu)(3)、試驗(yàn)固定架(4)、輔助機(jī)構(gòu)(5)和控制系統(tǒng)(6)；疲勞施力機(jī)構(gòu)(1)包括支座(11)、氣動(dòng)肌腱(12)、連接器(13)、后支撐架(14)、前支撐架(15)、鋼絲繩(16)、限位塊(17)、滑塊(18)、導(dǎo)軌(19)和滑動(dòng)支撐板(110)，其中支座(11)固定在滑動(dòng)支撐板(110)上，氣動(dòng)肌腱(12)的后端與支座(11)連接，氣動(dòng)肌腱(12)的前端與連接器(13)連接，連接器(13)與后支撐架(14)連接，后支撐架(14)與控制系統(tǒng)(6)的拉力傳感器(63)的后端連接，前支撐架(15)與拉力傳感器(63)的前端連接，前支撐架(15)與鋼絲繩(16)連接，氣動(dòng)肌腱(12)的中心、拉力傳感器(63)的中心和鋼絲繩(16)保持在同一條直線上，滑動(dòng)支撐板(110)上設(shè)有一條導(dǎo)軌(19)，導(dǎo)軌(19)的兩端設(shè)有限位塊(17)，導(dǎo)軌(19)上設(shè)有兩個(gè)滑塊(18)，前支撐架(15)和后支撐架(16)分別與滑塊(18)連接，滑動(dòng)支撐板(110)的下表面依次固定兩個(gè)滑塊(18)，兩個(gè)滑塊(18)與固定在支撐矩管(59)上的導(dǎo)軌(19)配合；預(yù)緊力機(jī)構(gòu)(2)包括電機(jī)(21)、電機(jī)支撐架(22)、內(nèi)齒輪組(23)、絲桿前支撐座(24)、絲桿(25)、絲螺(26)和絲桿后支撐座(27)，其中電機(jī)(21)固定在電機(jī)支撐架(22)上，電機(jī)(21)與內(nèi)齒輪組(23)連接，內(nèi)齒輪組(23)與絲桿(25)連接，絲桿(25)安裝在絲桿前支撐座(24)和絲桿后支撐座(27)上，絲螺(26)固定在滑動(dòng)支撐板(110)的下表面，絲桿前支撐座(24)、絲桿后支撐座(27)和電機(jī)支撐架(22)依次固定在輔助機(jī)構(gòu)(5)的固定支撐板(57)上；輔助機(jī)構(gòu)(5)包括定滑輪(51)、吊繩(52)、配重板(53)、豎直T型槽平板(54)、T形槽試件安裝板(55)、滑動(dòng)安裝板(56)、固定支撐板(57)、橫向T型槽平板(58)和支撐矩管(59)，其中吊繩(52)的一端連接T形槽試件安裝板(55)，另一端連接配重板(53)，吊繩(52)繞在定滑輪(51)上，豎直T型槽平板(54)固定在試驗(yàn)固定架(4)上，滑動(dòng)安裝板(56)在豎直T型槽平板(54)上，滑動(dòng)安裝板(56)能夠在豎直T型槽平板(54)上滑動(dòng)或者固定，矯直滾輪機(jī)構(gòu)(3)固定在固定支撐板(57)上，固定支撐板(57)能夠在橫向T型槽平板(58)上左右滑動(dòng)或者固定；控制系統(tǒng)(6)包括位移傳感器(61)、溫度傳感器(62)、拉力傳感器(63)、數(shù)據(jù)采集卡(64)、工控機(jī)(65)和顯示器(66)；其中位移傳感器(61)安裝在受拉試件上，溫度傳感器(62)固定在氣動(dòng)肌腱(12)的出氣口附近，位移傳感器(61)、溫度傳感器(62)和拉力傳感器(63)通過(guò)電纜與數(shù)據(jù)采集卡(64)連接，數(shù)據(jù)采集卡(64)和顯示器(66)通過(guò)電纜與工控機(jī)(65)連接。
2.一種使用如權(quán)利要求1所述試驗(yàn)機(jī)的受拉試件的疲勞試驗(yàn)方法，所述的特征在于包 括如下步驟1)操作員將試件安裝在T形槽試件安裝板(55)上，調(diào)整T型槽平板(54)使受拉試件 在試驗(yàn)豎直平面上進(jìn)行Y軸方向的移動(dòng)，調(diào)整安裝板(56)使受拉試件在試驗(yàn)豎直平面上進(jìn) 行X軸方向的移動(dòng)；2)操作員調(diào)整試驗(yàn)機(jī)位置調(diào)整橫向T型槽平板(58)使疲勞試驗(yàn)主機(jī)在試驗(yàn)水平面 上進(jìn)行X軸方向的移動(dòng)，最后得到受拉試件的拉力角度；3)操作員調(diào)整矯直滾輪機(jī)構(gòu)，使拉力傳感器(63)受到鋼絲繩(16)的拉伸力水平；4)操作員啟動(dòng)電機(jī)控制開關(guān)，電機(jī)(21)轉(zhuǎn)動(dòng)并產(chǎn)生預(yù)緊力；5)操作員啟動(dòng)空壓機(jī)開關(guān)，空壓機(jī)(67)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)肌腱(12)運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生疲勞拉力；6)操作員監(jiān)測(cè)顯示器(66)上顯示數(shù)據(jù)采集卡(65)上采集到的位移傳感器(61)、溫度 傳感器(62)和拉力傳感器(63)的圖像和數(shù)據(jù)，這些圖像和數(shù)據(jù)包括位移波動(dòng)圖、最大平均位移、最小平均位移、峰值位移、拉力波動(dòng)圖、最大平均拉力、最小平均拉力、最小疲勞拉力、 頻率、累計(jì)試驗(yàn)次數(shù)、累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間和氣動(dòng)肌腱溫度；7)工控機(jī)(65)報(bào)警并控制空壓機(jī)(67)停止工作后，操作員檢查受拉試件和疲勞試驗(yàn) 機(jī)，如果出現(xiàn)裂紋，試驗(yàn)結(jié)束，如果沒有出現(xiàn)裂紋，重新調(diào)整疲勞試驗(yàn)機(jī)后繼續(xù)試驗(yàn)；8)試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)試件的實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行保存和數(shù)據(jù)庫(kù)管理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于受拉試件的疲勞試驗(yàn)機(jī)，該疲勞試驗(yàn)機(jī)主要用于機(jī)械零部件的拉伸試驗(yàn)和拉伸疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)機(jī)包括疲勞施力機(jī)構(gòu)、預(yù)緊力機(jī)構(gòu)、矯直滾輪機(jī)構(gòu)、試驗(yàn)固定架、輔助機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)。疲勞試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)包括疲勞施力機(jī)構(gòu)和預(yù)緊力機(jī)構(gòu)，動(dòng)力系統(tǒng)輸出的拉力通過(guò)矯直滾輪機(jī)構(gòu)改變方向后，傳遞到受拉試件上。疲勞試驗(yàn)機(jī)的疲勞施力機(jī)構(gòu)、預(yù)緊力機(jī)構(gòu)、矯直滾輪機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)設(shè)在試驗(yàn)固定架上。本發(fā)明采用混合的氣動(dòng)和電動(dòng)作為疲勞試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)，并且能夠掌握包括最大平均位移、最小平均位移、峰值位移、最大平均拉力、最小平均拉力、最小疲勞拉力、頻率、累計(jì)試驗(yàn)次數(shù)和累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間等眾多參數(shù)，為受拉試件的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
文檔編號(hào)G01N3/08GK101957290SQ20101029888
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者曹開元, 王藝, 翁國(guó)沖, 胡樹根 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)