一種精確控制鉚接結(jié)構(gòu)中鉚釘預(yù)緊力的加載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種試驗(yàn)方法，尤其涉及一種精確控制馴接結(jié)構(gòu)中馴釘預(yù)緊力的加載 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 微動疲勞廣泛存在于各種機(jī)械構(gòu)件中，特別是用馴釘、螺栓、銷釘及其他過盈方式 的連接。由于具有連接可靠、質(zhì)量輕、成本低廉等特點(diǎn)，馴接被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的連接中。而 馴接構(gòu)件的疲勞性能受馴接工藝、結(jié)構(gòu)件材料、外載荷等諸多因素的影響。馴接工藝中，馴 釘壓馴力對被馴接結(jié)構(gòu)微動疲勞破壞影響很大：壓馴力大會導(dǎo)致馴釘預(yù)緊力大，微動疲勞 裂紋會在馴釘頭邊緣萌生；壓馴力小會造成馴釘預(yù)緊力小，微動疲勞裂紋會在馴釘孔邊緣 萌生。因此，控制馴接微動疲勞試驗(yàn)的預(yù)緊力就顯得尤為重要。
[0003] 目前有幾種馴接微動疲勞試驗(yàn)的方法，最常用的有通過設(shè)計(jì)合理的螺栓來模擬馴 接的試驗(yàn)方法、有直接通過馴釘進(jìn)行壓馴的試驗(yàn)方法等等。但是上述方法均無法有效的測 量馴接微動疲勞試驗(yàn)的預(yù)緊力。比如利用設(shè)計(jì)合理的螺栓來模擬馴接微動疲勞試驗(yàn)的方 法，該方法雖然可W通過扳手力矩的方式來測得預(yù)緊力，但是隨著試驗(yàn)載荷和次數(shù)的不斷 變化，不能及時(shí)的了解和掌握馴接微動疲勞試驗(yàn)的預(yù)緊力，該對試驗(yàn)的結(jié)果會產(chǎn)生很大的 變化，從而無法得到精確地試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果；而直接通過馴釘進(jìn)行壓馴的試驗(yàn)方法在對馴 釘進(jìn)行壓馴的過程中會產(chǎn)生很大的塑形變形，從而無法得知試驗(yàn)準(zhǔn)確的預(yù)緊力。因此，設(shè)計(jì) 一個(gè)精確控制馴釘預(yù)緊力的加載裝置是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種精確控制馴接結(jié)構(gòu)中馴釘預(yù)緊力的加載裝置，該方法是 對基于銷釘來模擬馴接微動疲勞試驗(yàn)的方法進(jìn)行改進(jìn)。
[0005] 本發(fā)明的一種精確控制馴釘預(yù)緊力的加載裝置，包括由螺栓1和圓環(huán)夾具2 W及 貼在圓環(huán)夾具外部的應(yīng)變片6組成，應(yīng)變片為豎直方向，上下壁螺栓可掙緊，將壓力施加于 壓塊7,從而施加載荷作用于銷釘3。
[0006] 本發(fā)明的有益效果是，提供了一種測量馴接微動疲勞試驗(yàn)預(yù)緊力的試驗(yàn)方法，可 W有效的控制馴接接口處的預(yù)緊力，避免了由于受預(yù)緊力的影響而使得馴接連接處出現(xiàn)位 置不可預(yù)測的裂紋。本試驗(yàn)方法原理可靠，加載力均勻，測試準(zhǔn)確度高，記錄數(shù)據(jù)和分析數(shù) 據(jù)精確，對于研究馴接微動試驗(yàn)在受預(yù)緊力的影響下的疲勞壽命具有重要意義。
【附圖說明】
[0007] 圖1是本發(fā)明中測量馴接微動疲勞試驗(yàn)試件預(yù)緊力的試驗(yàn)裝置的主視圖。馴接試 件是由板4和板5通過銷釘3連接在一起的。馴接試件放在圓環(huán)夾具2的中間，通過兩個(gè) 螺栓1和壓塊7沿銷釘3軸線對試件進(jìn)行上下加緊。圓環(huán)夾具外側(cè)壁上貼有應(yīng)變片6。
[0008] 圖2是本發(fā)明中測量馴接件微動疲勞試驗(yàn)預(yù)緊力的試驗(yàn)裝置的左視圖。
[0009] 圖3是本發(fā)明中加載圓環(huán)夾具2的1/4結(jié)構(gòu)受力示意圖。其中 巧1是圓環(huán)夾具2的內(nèi)徑，1?3是圓環(huán)夾具2的外徑，巧2是圓環(huán)夾具2的中性圓半徑，/嘴試 驗(yàn)過程中最大垂直載荷，在內(nèi)側(cè)點(diǎn)S處的界面為A-A，M為在內(nèi)側(cè)點(diǎn)S處的彎矩。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 該裝置包括一圓環(huán)夾具2和兩個(gè)在同一軸線上的螺栓1。螺栓1端部要給壓塊7 施加接觸載荷，要使壓塊7所施加接觸壓力均勻，設(shè)計(jì)螺栓端部為半球形。施加載荷時(shí)半 球形端部與壓塊7上表面中也處接觸，W保證壓塊7兩端的接觸壓力相等。
[0011] 安裝時(shí)，首先將壓塊7水平放置在兩板和銷釘3接觸處，使螺栓1的中也線與銷釘 3的中也線在同一條直線上，該樣可W保證載荷均勻的施加在壓塊的兩端，然后掙緊在圓環(huán) 夾具2兩端的螺栓1。銷釘3和壓塊7共同模擬壓馴后的馴釘。將貼在圓環(huán)夾具2兩端的 應(yīng)變片6通過導(dǎo)線與靜態(tài)應(yīng)變儀連接，通過調(diào)整螺栓1來觀察應(yīng)變儀上面的數(shù)值，根據(jù)相應(yīng) 的公式計(jì)算出試驗(yàn)所施加的壓緊力，其計(jì)算方法如下： 如圖3所示，內(nèi)側(cè)點(diǎn)S處產(chǎn)生的最大應(yīng)力公式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種精確控制鉚接結(jié)構(gòu)中鉚釘預(yù)緊力的加載裝置，其特征在于鉚接試件是由板4和 板5通過銷釘3連接在一起，鉚接試件穿過圓環(huán)夾具2的中間，通過兩個(gè)螺栓1和壓塊7沿 銷釘3軸線對試件進(jìn)行上下加緊，圓環(huán)夾具2外側(cè)壁上貼有應(yīng)變片6,從而通過測量圓環(huán)夾 具2的應(yīng)變，間接得到鉚接試件的預(yù)緊力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓環(huán)夾具2,其特征在于圓環(huán)夾具2上下壁沿徑向各安裝有 一個(gè)螺栓1，通過擰緊螺栓可壓緊銷釘3和壓塊7,并在側(cè)壁上貼有應(yīng)變片6,可通過測量側(cè) 壁應(yīng)變間接獲得壓緊力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銷釘3,其特征在于銷釘3是T型圓柱形銷釘，和套在銷釘3 另外一頭的壓塊7共同組成模擬鉚釘結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓塊7,其特征在于壓塊7是圓筒形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)圓柱孔的深度 大于銷釘1末端伸出試件的長度，使壓塊7內(nèi)孔底部與銷釘1的末端留有一定的空隙，保證 壓緊時(shí)銷釘頭不受到阻礙。
【專利摘要】本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種精確控制鉚接構(gòu)件中鉚釘預(yù)緊力的加載裝置。該裝置由一個(gè)包括由螺栓1，圓環(huán)夾具2，貼在圓環(huán)夾具外部的應(yīng)變片6，銷釘3和壓塊7組成，應(yīng)變片為豎直方向，螺栓擰緊而施加的載荷作用于銷釘3。試驗(yàn)方法通過擰緊螺栓1來壓緊壓塊7，通過貼在圓環(huán)夾具2上的應(yīng)變片連接外部的靜態(tài)應(yīng)變儀測得螺栓施加的預(yù)緊力所產(chǎn)生的應(yīng)變，根據(jù)相應(yīng)的預(yù)緊力公式，可精確地計(jì)算出試驗(yàn)所需的預(yù)緊力。其方法原理可靠，加載力均勻，測試精度高，記錄數(shù)據(jù)與分析結(jié)果精確，避免了由于在不知道施加多大預(yù)緊力的前提下對鉚接微動疲勞試驗(yàn)產(chǎn)生的不利因素，特別適用于研究鉚接結(jié)構(gòu)預(yù)緊力對疲勞壽命的影響。
【IPC分類】G01L5-00
【公開號】CN104596695
【申請?zhí)枴緾N201510041283
【發(fā)明人】平學(xué)成, 李烽, 吳衛(wèi)星
【申請人】華東交通大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月28日