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专利号: 2022105672546
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种榫结构微动疲劳试验系统,其特征在于,包括:

试验机(Ⅰ);

夹具本体(Ⅱ),夹具本体两端通过螺纹连接固定到试验机(Ⅰ)上,夹具本体分为两部分,下部分用于夹持榫试样(9),上部分设有适配于微动垫(8)的夹持槽,微动垫(8)的表面与夹持槽底面平齐并构成用于支撑榫试样(9)的下托面,下托面相对竖直方向倾斜设置;以及光学监测装置,光学监测装置放置在试验机(Ⅰ)周围且光学监测装置的监测端朝向榫试样(9)的表面。

2.根据权利要求1所述的榫结构微动疲劳试验系统,其特征在于,夹具本体(Ⅱ)包括由下至上依次设置的下夹具体(6)、榫头夹具(7)、微动垫夹具(11)和上夹具体(10),下夹具体(6)的下端和上夹具体(10)的上端分别连接试验机(Ⅰ)并使二者相互对中,下夹具体(6)与榫头夹具(7)之间通过单孔结构相连,微动垫夹具(11)与上夹具体(10)之间通过双孔结构相连,榫头夹具(7)与微动垫夹具(11)之间通过榫试样(9)相连。

3.根据权利要求2所述的榫结构微动疲劳试验系统,其特征在于,榫头夹具(7)包括榫头夹具主体(a)、夹持板一(b)、夹持板二(e)和锁紧盖(d),榫头夹具主体(a)包括由上至下依次设置的圆锥台、圆柱和带第一连接孔的下方体,圆锥台上设有用于夹紧榫试样(9)的副夹持槽,副夹持槽的两侧和顶面均与外界连通,夹持板一(b)通过固定螺栓(c)固定在榫头夹具主体(a)上,夹持板二(e)通过锁紧螺栓(f)夹持榫试样(9),锁紧盖(d)上设有适配于榫头夹具主体(a)的连接孔,锁紧盖(d)通过螺纹与榫头夹具主体(a)相连。

4.根据权利要求2所述的榫结构微动疲劳试验系统,其特征在于,微动垫夹具(11)包括一体成型的主方体和上方体,主方体和上方体构成阶梯型台体结构,上方体上设有与双孔结构向适配的第二连接孔,下方体上套设有防张环(12),相应地,夹持槽位于主方体上并向下延伸至与外界连通,防张环(12)的内周与主方体的外周适配。

5.根据权利要求4所述的榫结构微动疲劳试验系统,其特征在于,防张环(12)构造为厚度约10毫米的矩形环。

6.根据权利要求2所述的榫结构微动疲劳试验系统,其特征在于,榫头夹具主体(a)通过单孔结构与下夹具体(6)相连,微动垫夹具(11)通过双孔结构与上夹具体(10)相连;单孔结构和双孔结构均包括光滑直杆(13),相应地,下夹具体(6)与榫头夹具(7)通过光滑直杆(13)相连,微动垫夹具(11)与上夹具体(10)通过光滑直杆(13)相连。

7.根据权利要求1所述的榫结构微动疲劳试验系统,其特征在于,光学监测装置包括位于试验机(Ⅰ)周围的支架(4)、放置在支架(4)上的三维移动平台(3)、固定在三维移动平台(3)上的光学显微镜(1)和与光学显微镜(1)通信连接的显示屏(5),光学显微镜(1)通过副支架(2)固定在三维移动平台(3)上。

8.根据权利要求7所述的光学监测装置,其特征在于,光学显微镜(1)上设有控制模块和通信模块,控制模块电连接光学显微镜(1)和通信模块,通信模块通讯连接终端。

9.一种基于权利要求1‑8中任一项所述的榫结构微动疲劳试验系统的微动疲劳裂纹检测方法,其特征在于,包括以下步骤:S101:试验前,将夹具本体(II)安装在试验机(Ⅰ)上,将榫试样(9)和微动垫(8)安装在夹具本体(Ⅱ)上;

S102:试验前,调节光学监测装置,以对准榫试样(9);

S103:试验时,启动试验机(Ⅰ)开始微动疲劳试验,光学监测装置实时采集疲劳裂纹;

S104:试验后,获得微动疲劳循环周次和疲劳裂纹定量测量的长度。

10.根据权利要求9所述的微动疲劳裂纹检测方法,其特征在于,步骤S102中,光学监测装置包括位于试验机(Ⅰ)周围的支架(4)、放置在支架(4)上的三维移动平台(3)和固定在三维移动平台(3)上的光学显微镜(1),调节光学监测装置包括调节支架(4)高度、调节三维移动平台(3)以使光学显微镜(1)对准榫试样(9)不同位置、调节光学显微镜(1)的放大倍数和调节光学显微镜(1)上的LED灯的光照强度;

步骤S103中,裂纹萌生和扩展过程中,根据裂纹不同的萌生位置和裂纹尺寸变化,调节光学监测装置,以捕捉裂纹的扩展轨迹;

步骤S104中,利用超景深光学显微镜测量试验结束后的榫试样(9)裂纹长度,输入Imaginpro软件识别像素点并设定比例尺,并依据该比例尺依次测量S103中采集到的不同循环次数下的裂纹长度。