本發(fā)明涉及材料扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種測(cè)試材料在對(duì)稱扭轉(zhuǎn)載荷作用下的超高周疲勞強(qiáng)度，在非對(duì)稱扭轉(zhuǎn)載荷作用下的超高周疲勞強(qiáng)度，以及多軸載荷作用下的超高周扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

在汽車，火車及飛機(jī)等交通工具上的機(jī)械部件在其服役期內(nèi)承受長(zhǎng)時(shí)間的高頻循環(huán)振動(dòng)載荷的作用，其載荷周次會(huì)達(dá)到10⁹以上，屬于超高周范疇。當(dāng)下超高周疲勞研究的熱點(diǎn)主要是軸向載荷作用下材料的疲勞性能。像傳動(dòng)軸之類的機(jī)械部件在實(shí)際的工況下也會(huì)承受扭轉(zhuǎn)載荷，針對(duì)材料在超高周范疇內(nèi)關(guān)于材料在扭轉(zhuǎn)載荷或多軸載荷作用下的疲勞強(qiáng)度的研究工作較少，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有關(guān)的材料在超高周疲勞范疇內(nèi)的扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)研究已經(jīng)少量開(kāi)展，但關(guān)于材料在非對(duì)稱扭轉(zhuǎn)載荷作用下的疲勞強(qiáng)度的試驗(yàn)研究方法，國(guó)內(nèi)尚缺乏與之相關(guān)的解決方案。

關(guān)于材料超高周范疇內(nèi)的在對(duì)稱載荷作用下的扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度參數(shù)的測(cè)定，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)所用的試驗(yàn)方法是利用一個(gè)將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的超聲波轉(zhuǎn)換成縱向的諧振波的換能器，將諧振波傳遞到縱向位移放大器將該諧振波放大，扭轉(zhuǎn)放大器通過(guò)與縱向位移放大器之間機(jī)械連接將縱向振動(dòng)位移轉(zhuǎn)換成扭轉(zhuǎn)位移，從而試驗(yàn)對(duì)疲勞試樣的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)載荷的加載。如圖1。該系統(tǒng)是利用扭轉(zhuǎn)位移放大器和縱向位移放大器之間的機(jī)械連接，將縱向諧振波轉(zhuǎn)換成扭轉(zhuǎn)諧振波，長(zhǎng)時(shí)間的疲勞試驗(yàn)會(huì)導(dǎo)致機(jī)械連接處的發(fā)熱和斷裂，另外該方案的扭轉(zhuǎn)載荷實(shí)現(xiàn)方式是在小轉(zhuǎn)角情況下實(shí)現(xiàn)的，這限制了扭轉(zhuǎn)載荷的幅值，使得該系統(tǒng)不能完成對(duì)高強(qiáng)度材料的疲勞強(qiáng)度參數(shù)的測(cè)定。另外，現(xiàn)有的技術(shù)也不能實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣的非對(duì)稱載荷的加載。

超聲疲勞試驗(yàn)技術(shù)采用的是共振原理，換能器將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的高頻電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成相同頻率的扭轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)波經(jīng)扭轉(zhuǎn)位移放大器進(jìn)一步放大后傳遞給扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣的高頻加載，從而在合理的時(shí)間內(nèi)獲得材料的或機(jī)械構(gòu)件的超高周扭轉(zhuǎn)疲勞性能參數(shù)的測(cè)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種多軸載荷超聲扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)裝置，解決非對(duì)稱扭轉(zhuǎn)載荷作用下疲勞試驗(yàn)的扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力加載問(wèn)題，同時(shí)能夠改變作用在疲勞試樣上的縱向作用力，實(shí)現(xiàn)對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣的多軸載荷加載。

具體技術(shù)方案為：

多軸載荷超聲扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)裝置，包括拉壓載荷加載裝置、固定框架裝置、超聲加載裝置、扭轉(zhuǎn)位移放大器夾持裝置、扭轉(zhuǎn)載荷加載裝置；所述的拉壓載荷加載裝置包括基座、支撐框架、橫梁、兩側(cè)立式絲杠、力傳感器；所述基座在上表面中心周圍相同距離處對(duì)稱分布六個(gè)螺紋孔；所述兩側(cè)立式絲杠用于安裝橫梁，并且能夠在控制系統(tǒng)控制下轉(zhuǎn)動(dòng)從而移動(dòng)橫梁位置；所述固定框架裝置包括力傳感器連接件、上定位盤、下定位盤、定位盤連接桿；所述上定位盤為中間有通孔，依通孔中心等距均布三個(gè)通孔的薄板圓盤；所述力傳感器連接件為三段式變截面圓柱結(jié)構(gòu)，兩端圓柱結(jié)構(gòu)直徑小于中間圓柱，兩端圓柱末端有螺紋，上端圓柱能穿過(guò)橫梁及力傳感器由螺母固連，下端圓柱能穿過(guò)上定位盤由螺母固連，中間圓柱上表面與橫梁下表面貼合，中間圓柱下表面與上定位盤上表面貼合；所述定位盤連接桿為兩端有螺紋的圓柱結(jié)構(gòu)；所述下定位盤為中間有通孔，依通孔中心周圍分布內(nèi)外兩組孔，外側(cè)一組孔包括三個(gè)距通孔中心等距的通孔，內(nèi)側(cè)一組孔包括四個(gè)距通孔中心等距的螺紋孔，上定位盤與下定位盤通過(guò)定位盤連接桿、螺母固連；所述的超聲加載裝置包括換能器，上扭轉(zhuǎn)位移放大器，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣，下扭轉(zhuǎn)位移放大器，換能器上端中心有數(shù)據(jù)線接口，下端中心有螺紋孔，上扭轉(zhuǎn)位移放大器和下扭轉(zhuǎn)位移放大器的上下兩端中心分別開(kāi)有螺孔，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)式樣上下面中心為螺栓結(jié)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)換能器位于上扭轉(zhuǎn)位移放大器上端，且與上扭轉(zhuǎn)位移放大器通過(guò)螺栓連接，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣連接在上扭轉(zhuǎn)位移放大器下端，下扭轉(zhuǎn)位移放大器連接在試樣下端；所述扭轉(zhuǎn)位移放大器夾持裝置包括上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具和下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具；所述上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具由對(duì)稱的左右兩件厚壁半圓槽狀結(jié)構(gòu)組成，半圓槽內(nèi)壁圓心點(diǎn)高于半圓槽側(cè)壁，半圓槽內(nèi)壁有環(huán)狀凸脊，環(huán)狀凸脊表面半徑與上扭轉(zhuǎn)位移放大器上端外徑相同，半圓槽上表面距中心距離與下定位盤上數(shù)量為四個(gè)的一組螺紋孔距下定位盤上表面中心距離相同的位置處沿軸向方向?qū)ΨQ分布兩個(gè)螺紋孔，半圓槽的兩側(cè)壁關(guān)于凸脊上下對(duì)稱處分布兩個(gè)螺紋孔，左右兩個(gè)半圓槽凸脊內(nèi)壁與扭轉(zhuǎn)位移表面貼合，側(cè)面相對(duì)通過(guò)螺栓與螺母連接并鎖緊，上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾持裝置通過(guò)軸向四個(gè)螺紋孔，螺栓及螺母與下定位盤固連；所述下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具是在上扭轉(zhuǎn)位移放大器結(jié)構(gòu)形狀的基礎(chǔ)上，在其凸脊所在位置的外壁開(kāi)有圓槽；所述扭轉(zhuǎn)靜力加載裝置包括牽引線、配重、雙向推力軸承結(jié)構(gòu)、下定位連接件、擺臂、擺臂連接件、滑輪；所述雙向推力軸承結(jié)構(gòu)能夠在壓力和拉力作用下自由轉(zhuǎn)動(dòng)，上下面中心周圍距離與下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具上表面螺紋孔中心距其上表面中心距離相同處對(duì)稱分布四個(gè)螺紋孔，螺紋孔為沉孔；所述下定位連接件為三段式變截面圓柱體，上段圓柱為半徑大于中間段圓柱的板，上段圓柱上表面距中心周圍距離與推力軸承下表面螺紋孔距推力軸承下表面中心距離相同處分布四個(gè)螺紋孔，上段圓柱上表面距邊緣較近處沿同一半徑上有內(nèi)外兩個(gè)側(cè)螺紋孔，內(nèi)側(cè)螺紋孔處有上下對(duì)稱的圓形沉槽，外側(cè)螺紋孔四周開(kāi)有長(zhǎng)方形凹槽，上下表面的長(zhǎng)方形凹槽寬與圓形凹槽直徑相同，連接圓形凹槽與上段圓柱邊緣，中間段圓柱半徑較小但需滿足試驗(yàn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，下端圓柱半徑大于中間段圓柱半徑但小于上段圓柱半徑，下端圓柱在下表面周圍距離大于中間段圓柱半徑的位置處對(duì)稱分布六個(gè)螺孔，下定位連接件與拉壓載荷加載裝置的基座通過(guò)下段圓柱的六個(gè)螺紋孔及杯頭螺栓固連；所述擺臂連接件為長(zhǎng)方體側(cè)面開(kāi)凹槽，凹槽兩側(cè)上部均有凸耳，上部凸耳半徑與下定位連接件上下表面半圓形沉槽半徑相同，上部凸耳中心開(kāi)有螺紋孔，凹槽底部有凸耳，底部凸耳中心開(kāi)有螺紋孔，底部凸耳側(cè)面中心開(kāi)有凹槽，擺臂連接件與下定位連接件通過(guò)凹槽上部凸耳螺孔、下定位連接件上下表面沉槽內(nèi)螺孔、螺栓及螺帽咬合連接；所述擺臂為雙段式長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，兩段長(zhǎng)方體寬相同，下段長(zhǎng)方體的長(zhǎng)和高小于上段長(zhǎng)方體，下段長(zhǎng)方體下端面有凸耳，凸耳中心有通孔，上段長(zhǎng)方體側(cè)面上部有一圓柱體用于安裝滑輪，圓柱體與下端面凸耳中心通孔平行，擺臂與擺臂連接件通過(guò)擺臂下端面凸耳中心通孔、擺臂連接件底部凸耳螺孔、擺臂連接件底部凸耳凹槽、螺栓及螺母連接用于調(diào)節(jié)滑輪高度。

下定位連接件為三段式變截面圓柱體，這個(gè)結(jié)構(gòu)用于固定軸承及之上的加載結(jié)構(gòu)，之所以設(shè)計(jì)成這種結(jié)構(gòu)是因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)上端用于與雙向推力軸承連接，下端用于連接基座，中間等截面段之所以最細(xì)，是方便擰螺釘。

擺臂連接件為長(zhǎng)方體側(cè)面開(kāi)凹槽等結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)用于固定擺臂，并使擺臂起到作用。擺臂的作用是調(diào)節(jié)引線的水平高度，使之與外壁圓槽中心處于同一水平面，從而實(shí)現(xiàn)水平加載。之所以設(shè)計(jì)成擺臂結(jié)構(gòu)是因?yàn)榕まD(zhuǎn)位移放大器的尺寸是可以改變的，當(dāng)改變扭轉(zhuǎn)位移放大器的尺寸的時(shí)候，扭轉(zhuǎn)位移放大器工作時(shí)扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面位置也會(huì)隨之進(jìn)行變化，此時(shí)夾持的位置就需要做相應(yīng)的調(diào)整，繼而引起引線的水平位置的變化，此時(shí)擺臂結(jié)構(gòu)調(diào)整起來(lái)比較方便。

所述的上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具為對(duì)稱的半圓槽結(jié)構(gòu)，半圓槽內(nèi)壁圓柱中心高于側(cè)面位置，內(nèi)壁凸脊的內(nèi)徑與上扭轉(zhuǎn)位移放大器上端外徑相同。夾具對(duì)稱兩半組成的不是一個(gè)完整的圓環(huán)，中間有空隙。為了夾具在對(duì)位移放大器進(jìn)行夾持時(shí)，能夠鎖緊。

所述的上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具在上扭轉(zhuǎn)位移放大器扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面處對(duì)上扭轉(zhuǎn)位移放大器進(jìn)行夾持。

所述的下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具為對(duì)稱的半圓槽結(jié)構(gòu)，半圓槽內(nèi)壁圓柱中心高于側(cè)面位置，內(nèi)壁凸脊的內(nèi)徑與下扭轉(zhuǎn)位移放大器下端外徑相同。

所述的下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具外側(cè)開(kāi)有走線槽，走線槽內(nèi)有引線，引線一端纏繞固定在下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具外側(cè)面上，另一端連接配重。

所述的下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具在下扭轉(zhuǎn)位移放大器扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面處對(duì)下扭轉(zhuǎn)位移放大器進(jìn)行夾持。

所述的下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具與下定位連接件之間通過(guò)雙向推力軸承結(jié)構(gòu)配合連接。

所述的通過(guò)擺臂能夠調(diào)節(jié)滑輪高度使得滑輪與下扭轉(zhuǎn)位移放大器走線槽之間的引線在同一水平面上。

本發(fā)明提出一種多軸載荷超聲扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)裝置，利用共振原理，超聲加載裝置在20kHz或30kHz頻率下對(duì)試樣實(shí)現(xiàn)超高周扭轉(zhuǎn)載荷疲勞強(qiáng)度測(cè)試或超高周多軸載荷疲勞強(qiáng)度測(cè)試；利用換能器直接將超聲波轉(zhuǎn)換成扭轉(zhuǎn)諧振波，減少機(jī)械構(gòu)建的連接，能夠?qū)崿F(xiàn)疲勞系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)機(jī)械構(gòu)件的連接而導(dǎo)致的試驗(yàn)過(guò)程中的噪音及部件發(fā)熱和斷裂問(wèn)題；通過(guò)改變配重質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)過(guò)程中作用在試樣上的平均扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的控制問(wèn)題；另外，通過(guò)拉壓載荷加載裝置解決了作用在試樣上的縱向載荷的控制問(wèn)題，使得疲勞試驗(yàn)?zāi)軌蛟诟咏牧蠈?shí)際工況的條件下進(jìn)行；試樣可根據(jù)試驗(yàn)對(duì)象的不同進(jìn)行更換，通過(guò)檢測(cè)超聲加載裝置的不同部件之間的諧振頻率，可以確定試樣是否發(fā)生疲勞破壞。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)裝置；

圖2為本發(fā)明多軸載荷超聲扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的縱向載荷加載裝置主要結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖4為本發(fā)明的超聲加載裝置結(jié)構(gòu)爆炸；

圖5為本發(fā)明的上下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾持裝置及扭轉(zhuǎn)載荷加載裝置爆炸圖；

圖6為本發(fā)明的拉壓載荷加載裝置、超聲加載裝置、上下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾持裝置和扭轉(zhuǎn)載荷加載裝置之間配合的爆炸圖；

圖7為本發(fā)明的力傳感器連接件示意圖；

圖8為本發(fā)明的定位盤連接件示意圖；

圖9為本發(fā)明的上定位盤示意圖；

圖10為本發(fā)明的下定位盤示意圖；

圖11為本發(fā)明的換能器示意圖；

圖12為本發(fā)明的上扭轉(zhuǎn)位移放大器示意圖；

圖13為本發(fā)明的下扭轉(zhuǎn)位移放大器示意圖；

圖14為本發(fā)明的振動(dòng)試樣示意圖；

圖15為本發(fā)明的振動(dòng)試樣諧振扭轉(zhuǎn)角度示意圖；

圖16為本發(fā)明的上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具示意圖；

圖17為本發(fā)明的上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具的1/2的示意圖；

圖18為本發(fā)明的下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具示意圖；

圖19為本發(fā)明的下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具的1/2的示意圖；

圖20為本發(fā)明的雙向推力軸承結(jié)構(gòu)示意圖；

圖21為本發(fā)明的雙向推力軸承結(jié)構(gòu)三維剖視圖；

圖22為本發(fā)明的下定位連接件示意圖；

圖23為本發(fā)明的擺臂連接件示意圖；

圖24為本發(fā)明的擺臂示意圖；

圖25為本發(fā)明的滑輪示意圖；

圖26為本發(fā)明的上扭轉(zhuǎn)位移放大器諧振扭轉(zhuǎn)角度示意圖及上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具夾持位置剖視圖；

圖27為本發(fā)明的下扭轉(zhuǎn)位移放大器諧振扭轉(zhuǎn)角度示意圖及下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具夾持位置剖視圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例是多軸載荷超聲扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置應(yīng)用共振原理，換能器、上扭轉(zhuǎn)位移放大器、振動(dòng)試樣與下扭轉(zhuǎn)位移放大器之間形成扭轉(zhuǎn)諧振系統(tǒng)。通過(guò)上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具在上扭轉(zhuǎn)位移放大器扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面處對(duì)其進(jìn)行夾持，下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具在下扭轉(zhuǎn)位移放大器扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面處對(duì)其進(jìn)行夾持?？刂评瓑狠d荷裝置，使得作用在振動(dòng)試樣上的縱向載荷為0，改變扭轉(zhuǎn)載荷加載裝置的配重質(zhì)量能夠?qū)φ駝?dòng)試樣在不同平均扭轉(zhuǎn)應(yīng)力下進(jìn)行超高周扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度測(cè)試；控制拉壓載荷裝置，使得作用在振動(dòng)試樣上的縱向載荷不為0，改變扭轉(zhuǎn)載荷加載裝置的配重質(zhì)量能夠?qū)υ嚇釉诙噍S載荷下進(jìn)行超高周疲勞強(qiáng)度測(cè)試。振動(dòng)試樣可根據(jù)試驗(yàn)對(duì)象的不同進(jìn)行更換。

結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明具體實(shí)施方式。

參閱圖2-圖27，本實(shí)施例多軸載荷超聲扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)裝置，包括拉壓載荷加載裝置、固定框架裝置、超聲加載裝置、扭轉(zhuǎn)位移放大器夾持裝置和扭轉(zhuǎn)載荷加載裝置；

本實(shí)施例中，拉壓載荷加載裝置包括基座1、支撐框架2、橫梁3、絲杠4、力傳感器6，基座1為長(zhǎng)方體，中心四周均勻分布6個(gè)螺紋孔，用于安裝下定位連接件，基座四角下部有支撐。橫梁3兩端有螺紋孔，絲杠4穿過(guò)螺紋孔支撐橫梁3，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠3能夠移動(dòng)橫梁3的位置。

固定框架裝置包括力傳感器連接件5、上定位盤7、定位盤連接桿8、下定位盤11，上定位盤7為中間有通孔，依通孔中心等距均布三個(gè)通孔的薄板圓盤。定位盤連接桿8為兩端有螺紋的圓柱。下定位盤11為中間有通孔，依通孔中心周圍分布內(nèi)外兩組孔，外側(cè)一組孔包括三個(gè)距通孔中心等距的通孔，內(nèi)側(cè)一組孔包括四個(gè)距通孔中心等距的螺紋孔。力傳感器連接件5為三段式變截面圓柱結(jié)構(gòu)，兩端圓柱結(jié)構(gòu)直徑小于中間圓柱，兩端圓柱末端有螺紋，上段穿過(guò)橫梁3與力傳感器6通過(guò)螺母與拉壓載荷加載裝置固連，下端穿過(guò)上定位盤7通過(guò)螺母與上定位盤7固連。上定位盤7與下定位盤11通過(guò)定位盤連接桿8、螺母固連；

超聲加載裝置包括換能器9、緊定螺釘23、上扭轉(zhuǎn)位移放大器12、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣13、下扭轉(zhuǎn)位移放大器14，換能器9下端中心有螺紋孔，上扭轉(zhuǎn)位移放大器12和下扭轉(zhuǎn)位移放大器14上下兩端中間均有螺紋孔。上扭轉(zhuǎn)位移放大器12上端通過(guò)緊定螺釘23與換能器9相連，上扭轉(zhuǎn)位移放大器12下端與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣13相連，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣13下端與下扭轉(zhuǎn)位移放大器14上端相連。上扭轉(zhuǎn)位移放大器12，下扭轉(zhuǎn)位移放大器14及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣13滿足超聲加載裝置的諧振頻率要求。上扭轉(zhuǎn)位移放大器12存在諧振扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面，且位于上端等截面段內(nèi)。下扭轉(zhuǎn)位移放大器14存在諧振扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面，且位于下端等截面段內(nèi)。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣13結(jié)構(gòu)對(duì)稱，諧振扭轉(zhuǎn)角度關(guān)于中間橫截面對(duì)稱，中間橫截面處的諧振扭轉(zhuǎn)角度為0。

扭轉(zhuǎn)位移放大器夾持裝置包括上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具10、下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具15，上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具10為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁縱向中間部位有凸脊101，上頂面左右各有兩個(gè)關(guān)于中心對(duì)稱的螺紋孔，側(cè)面前后各有兩個(gè)關(guān)于中間橫截面對(duì)稱的螺紋孔。下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具15為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁縱向中間部位有凸脊151，外壁中間部位有走線槽152，上頂面左右各有兩個(gè)關(guān)于中心對(duì)稱的螺紋孔，側(cè)面前后各有兩個(gè)關(guān)于中間橫截面對(duì)稱的螺紋孔。

扭轉(zhuǎn)載荷加載裝置包括引線19、配重21、雙向推力軸承結(jié)構(gòu)16、下定位連接件17、擺臂連接件18、擺臂20、滑輪22，引線19為表面光滑軟質(zhì)材料，配重21為滿足試驗(yàn)條件的砝碼，雙向推力軸承結(jié)構(gòu)16上下端有關(guān)于中心對(duì)稱的螺紋孔，下定位連接件17為三段式變截面圓柱體，上段圓柱為半徑大于中間段圓柱的板，上段圓柱上表面距中心周圍距離與推力軸承下表面螺紋孔距推力軸承下表面中心距離相同處分布四個(gè)螺紋孔，上段圓柱上表面距邊緣較近處沿同一半徑上有內(nèi)外兩個(gè)側(cè)螺紋孔，內(nèi)側(cè)螺紋孔處有上下對(duì)稱的圓形沉槽，外側(cè)螺紋孔四周開(kāi)有長(zhǎng)方形凹槽，上下表面的長(zhǎng)方形凹槽寬與圓形凹槽直徑相同，連接圓形凹槽與上段圓柱邊緣，中間段圓柱半徑較小但需滿足試驗(yàn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，下端圓柱半徑大于中間段圓柱半徑但小于上段圓柱半徑，下端圓柱在下表面周圍距離大于中間段圓柱半徑的位置處對(duì)稱分布六個(gè)螺孔。擺臂連接件18為長(zhǎng)方體側(cè)面開(kāi)凹槽，凹槽兩側(cè)上部均有凸耳，上部凸耳半徑與下定位連接件17上下表面半圓形沉槽半徑相同，上部凸耳中心開(kāi)有螺紋孔，凹槽底部有凸耳，底部凸耳中心開(kāi)有螺紋孔，底部凸耳側(cè)面中心開(kāi)有凹槽。擺臂20為雙段式長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，兩段長(zhǎng)方體寬相同，下段長(zhǎng)方體的長(zhǎng)和高小于上段長(zhǎng)方體，下段長(zhǎng)方體下端面有凸耳，凸耳中心有通孔，上段長(zhǎng)方體側(cè)面上部有一圓柱體用于安裝滑輪22，圓柱體與擺臂20下端面凸耳中心通孔平行。擺臂20與擺臂連接件18通過(guò)擺臂20下端面凸耳中心通孔、擺臂連接件18底部凸耳螺孔、擺臂連接件18底部凸耳凹槽、螺栓及螺母連接用于調(diào)節(jié)滑輪22高度。擺臂連接件18與下定位連接件17通過(guò)凹槽上部凸耳螺孔、下定位連接件17上下表面沉槽內(nèi)螺孔、螺栓及螺帽咬合連接。下定位連接件17與拉壓載荷加載裝置的基座1通過(guò)下段圓柱的六個(gè)螺紋孔及杯頭螺栓固連。

實(shí)施例一

本實(shí)施例中，多軸載荷超聲扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)裝置進(jìn)行振動(dòng)試件在對(duì)稱扭轉(zhuǎn)載荷作用下的超高周疲勞性能試驗(yàn)時(shí)，首先將固定框架裝置安裝在拉壓載荷加載裝置上，用上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具10的內(nèi)壁凸脊101在連有換能器9的上扭轉(zhuǎn)位移放大器12扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面處對(duì)其進(jìn)行夾持，如圖26，之后安裝在下定位盤11上，將滿足系統(tǒng)諧振要求的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣13裝載在上扭轉(zhuǎn)位移放大器下端，最后啟動(dòng)超聲加載裝置對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣13在對(duì)稱扭轉(zhuǎn)載荷作用下進(jìn)行超高周疲勞性能試驗(yàn)。

實(shí)施例二

本實(shí)施例中，多軸載荷超聲扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)裝置進(jìn)行振動(dòng)試件在對(duì)稱扭轉(zhuǎn)載荷和縱向拉伸或壓縮載荷作用下的多軸載荷超高周疲勞性能試驗(yàn)一時(shí)，首先將固定框架裝置安裝在拉壓載荷加載裝置上，用上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具10的內(nèi)壁凸脊101在超聲加載裝置的上扭轉(zhuǎn)位移放大器12扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面處對(duì)其進(jìn)行夾持，如圖26，之后安裝在下定位盤11上，用下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具15的內(nèi)壁151在超聲加載裝置的下扭轉(zhuǎn)位移放大器14扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面處對(duì)其進(jìn)行夾持，如圖27，之后將下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具15安裝在配重21為0的扭轉(zhuǎn)載荷加載裝置上，轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠4來(lái)調(diào)節(jié)拉壓載荷加載裝置的橫梁3的位置，使得作用在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣13上的縱向載荷不為0，啟動(dòng)超聲加載裝置對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣13在對(duì)稱扭轉(zhuǎn)載荷和縱向拉伸或壓縮載荷作用下的多軸載荷超高周疲勞性能試驗(yàn)一。

實(shí)施例三

本實(shí)施例中，多軸載荷超聲扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)裝置進(jìn)行振動(dòng)試件在非對(duì)稱扭轉(zhuǎn)載荷作用下的超高周疲勞性能試驗(yàn)時(shí)，首先將固定框架裝置安裝在拉壓載荷加載裝置上，用上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具10的內(nèi)壁凸脊101在超聲加載裝置的上扭轉(zhuǎn)位移放大器12扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面處對(duì)其進(jìn)行夾持，如圖26，之后安裝在下定位盤11上，用下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具15的內(nèi)壁151在超聲加載裝置的下扭轉(zhuǎn)位移放大器14扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面處對(duì)其進(jìn)行夾持，如圖27，之后將下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具15安裝在配重21不為0的扭轉(zhuǎn)載荷加載裝置上，轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠4調(diào)節(jié)拉壓載荷加載裝置的橫梁3的位置，使得作用在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣13上的縱向載荷為0，啟動(dòng)超聲加載裝置對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣13在非對(duì)稱扭轉(zhuǎn)載荷作用下進(jìn)行超高周疲勞性能試驗(yàn)。

實(shí)施例四

本實(shí)施例中，多軸載荷超聲扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)裝置進(jìn)行振動(dòng)試件在非對(duì)稱扭轉(zhuǎn)載荷及拉伸或壓縮載荷作用下的多軸載荷超高周疲勞性能試驗(yàn)二時(shí)，首先將固定框架裝置安裝在拉壓載荷加載裝置上，用上扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具10的內(nèi)壁凸脊101在超聲加載裝置的上扭轉(zhuǎn)位移放大器12扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面處對(duì)其進(jìn)行夾持，如圖26，之后安裝在下定位盤11上，用下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具15的內(nèi)壁151在超聲加載裝置的下扭轉(zhuǎn)位移放大器14扭轉(zhuǎn)角度為0的橫截面處對(duì)其進(jìn)行夾持，如圖27，之后將下扭轉(zhuǎn)位移放大器夾具15安裝在配重21不為0的扭轉(zhuǎn)載荷加載裝置上，轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠4調(diào)節(jié)拉壓載荷加載裝置的橫梁3的位置，使得作用在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣13上的縱向載荷不為0，啟動(dòng)超聲加載裝置對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試樣13在非對(duì)稱扭轉(zhuǎn)載荷及拉伸或壓縮載荷作用下進(jìn)行多軸載荷超高周疲勞性能試驗(yàn)二。