CN107957448A - 一种超声疲劳平均应力加载装置 - Google Patents

一种超声疲劳平均应力加载装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107957448A
CN107957448A CN201711168528.XA CN201711168528A CN107957448A CN 107957448 A CN107957448 A CN 107957448A CN 201711168528 A CN201711168528 A CN 201711168528A CN 107957448 A CN107957448 A CN 107957448A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hole
loading
screw
sliding guide
ball
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711168528.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107957448B (zh
Inventor
张梁
王弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN201711168528.XA priority Critical patent/CN107957448B/zh
Publication of CN107957448A publication Critical patent/CN107957448A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107957448B publication Critical patent/CN107957448B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种超声疲劳试验领域用的超声疲劳平均应力加载装置。它解决超声疲劳试验中平均应力加载的问题。其技术方案是：超声发生组件中的定位座外圆穿过支架立板最上端的通孔，定位座和支架立板用螺钉固紧；应力加载总成中的直线滑套a套在滑动导杆a中部的光滑直杆上，直线滑套b套在滑动导杆b中部的光滑直杆上；动力总成中的减速器外壳右端法兰结构和支架立板用螺钉固紧，滚珠丝杠左端***减速器的平键输出孔，连接后可实现传动；本发明可以在实现超声疲劳试验中对试件提供±40kN轴向拉压力载荷施加，可实现20kHz频率疲劳试验，有效缩短疲劳试验时间，可高效完成1010周次疲劳测试。

Description

一种超声疲劳平均应力加载装置
技术领域
本发明涉及一种超声疲劳试验领域用的超声疲劳平均应力加载装置。
背景技术
常规疲劳试验仅能完成106～107周次范围内材料的疲劳性能，然而在许多工业部门(例如高速列车、汽车、飞机等)，其某些结构和零件的实际使用寿命往往需要达到108～1010周次，例如一台以3000r/min运行的高速航空涡轮发动机在20年服役期内要经历1010个应力循环。超声疲劳是一种加速共振式的疲劳试验方法，它的测试频率(20kHz)远远超过了常规疲劳测试频率(小于200Hz)。超声疲劳的实质是在被加载式样上建立机械谐振波。
超声疲劳试验研究表明许多工程材料直到1010周次应力循环后仍然会发生疲劳断裂，因此107周次的疲劳试验数据进行疲劳强度设计并不能满足很多工程实际需求。然而利用常规疲劳试验方法，加载频率为100Hz，完成一次109周次循环的疲劳试验需要连续运动115天，显然浪费大量财力人力，并且常规疲劳试验机不可能如此长周期连续运行；如果使用超声疲劳试验技术，加载频率为20kHz，同样完成一次109周次循环的疲劳试验仅需运行14个小时，可以顺利建立一条109周次循环的S-N曲线。
超声疲劳试验设备是进行超声疲劳试验必不可少的核心设备，目前关于超声疲劳试验的方法和设备已经在实验室中进行了大量的前期研究，具备准确测试不同材料属性试件的能力。根跟疲劳测试相关技术要求，超声疲劳试验应该进行加载平均应力的相关研究，然而目前实验室使用的超声疲劳设备尚不具备加载平均应力的功能，严重影响相关试验的研究进程。
基于上述技术背景，本发明特提供一种超声疲劳平均应力加载装置，可以进行超声疲劳平均应力加载试验，进行更为完善的超声疲劳试验研究。
发明内容
本发明的目的是：为了解决超声疲劳试验中平均应力加载的问题，特提供一种超声疲劳平均应力加载装置。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种超声疲劳平均应力加载装置，是由超声发生组件、应力加载总成、动力总成、直线传动总成、支架立板、滑动导杆a、锁紧螺母、定位端板、滑动导杆b和试件构成，超声发生组件包括压电换能器、定位座和位移放大器，应力加载总成包括拉力螺杆、加载支座、加载滑板、直线滑套a、直线滑套b、托盘和橡胶垫，动力总成包括伺服电机和减速器，直线传动总成包括传动键、弹簧卡圈、推力轴承、滚柱丝杠、丝杠螺母、套筒、直线滑套c、防转臂、防掉端盖、传感器座和载荷传感器；其结构特征是：在超声发生组件中，压电换能器可以把超声频率发生器输出的电信号转化为机械振动信号输出；定位座两端设置有螺纹孔，定位座外圆中部设置一圈凸起台阶，凸起台阶上周向均匀设置六个台阶孔；位移放大器两端设置有螺纹孔，位移放大器左端截面直径大于右端截面直径，位移放大器外圆轮廓在轴向上平滑过渡；定位座左端和压电换能器输出端用螺柱固定，定位座右端和位移放大器左端用螺柱固定；在应力加载总成中，加载滑板上部、中部、下部分别设置一通孔，加载滑板上部通孔外侧右端周向均匀设置四个螺纹孔，加载滑板下部通孔外侧右端周向均匀设置四个螺纹孔，加载滑板中部通孔外侧左端周向均匀设置八个螺纹孔；直线滑套a嵌入加载滑板上部通孔内，直线滑套a右侧凸起外缘和加载滑板用螺钉固紧；直线滑套b嵌入加载滑板下部通孔内，直线滑套b右侧凸起外缘和加载滑板用螺钉固紧；加载支座内腔设置为台阶孔，拉力螺杆右端设置为台阶，拉力螺杆置入加载支座内腔台阶孔内，加载支座右端和加载滑板上端左侧用螺钉固紧；托盘右端和加载滑板用螺钉固紧，橡胶垫放置在托盘承托面上，托盘安装在加载支座下侧；在动力总成中，伺服电机输出轴和减速器输入轴连接，伺服电机外壳和减速器外壳用螺钉固紧，减速器输出方式为平键孔输出形式，减速器外壳右端为法兰结构，伺服电机可以根据电信号输出稳定的扭矩和转速；在直线传动总成中，滚珠丝杠左端设置一平键槽，平键槽右侧设置一圈卡圈槽，滚珠丝杠右部设置为丝杠结构，滚珠丝杠右端设置一螺纹孔；传动键安装在滚珠丝杠左端平键槽内，弹簧卡圈安装在滚珠丝杠卡圈槽内，推力轴承安装在滚珠丝杠右部丝杠结构的左端面上，防掉端盖和滚珠丝杠右端螺纹固定；丝杠螺母套在滚珠丝杠右部的丝杠结构上，丝杠螺母和滚珠丝杠之间有钢珠传动，丝杠螺母可以在滚珠丝杠上灵活转动；丝杠螺母左端设置有凸起外缘，丝杠螺母左端凸起外缘和套筒左端用螺钉固紧；传感器座外圆设置为台阶轴，传感器座左端台阶周向均匀设置八个台阶孔，传感器座外圆中部设置为公螺纹；传感器座左端和套筒右端用螺钉固紧，载荷传感器和传感器座外圆中部螺纹固定；载荷传感器为轮辐式结构，载荷传感器内孔设置为母螺纹，载荷传感器外侧周向均匀设置八个通孔；防转臂下端设置一通孔，通孔外侧周向均匀设置四个螺纹孔；直线滑套c嵌入防转臂下端通孔内，直线滑套c左端外缘和防转臂用螺钉固紧，防转臂上端和套筒外圆用螺钉固紧；支架立板之上而下依次设置有四个通孔，支架立板最上端的通孔外侧周向均匀设置有六个螺纹孔；定位端板上下端分别设置一通孔；滑动导杆a设置为两端直径小，中间直径大的台阶轴，滑动导杆a中部设置为光滑直杆，滑动导杆a两端设置为公螺纹；滑动导杆b设置为两端直径小，中间直径大的台阶轴，滑动导杆b中部设置为光滑直杆，滑动导杆b两端设置为公螺纹；滑动导杆a左端穿过支架立板从上往下数第二个通孔，滑动导杆a右端穿过定位端板上端通孔，两个锁紧螺母分别和滑动导杆a两端公螺纹固紧；滑动导杆b左端穿过支架立板最下端通孔，滑动导杆b右端穿过定位端板下端通孔，两个锁紧螺母分别和滑动导杆b两端公螺纹固紧；支架立板下端和机架固定连接，定位端板下端和机架固定连接；超声发生组件中的定位座外圆穿过支架立板最上端的通孔，定位座和支架立板用螺钉固紧；应力加载总成中的直线滑套a套在滑动导杆a中部的光滑直杆上，直线滑套b套在滑动导杆b中部的光滑直杆上；直线传动总成中的滚珠丝杠穿过支架立板从上往下数第三个通孔，弹簧卡圈安装在支架立板左端面，推力轴承安装在支架立板右端面，传感器座外圆右端***加载滑板中部通孔，直线滑套c套在滑动导杆b中部的光滑直杆上；动力总成中的减速器外壳右端法兰结构和支架立板用螺钉固紧，滚珠丝杠左端***减速器的平键输出孔，连接后可实现传动；试件两端设置有螺纹孔，试件中部设置为“细脖子”结构，试件左端和超声发生组件中的位移放大器右端用丝扣连接，试件右端和应力加载总成中的拉力螺杆螺纹连接；在对试件施加轴向压力的情况下，可以不接入拉力螺杆，加载支座直接向试件右端施加轴向压力。
在本超声疲劳平均应力加载装置中，定位座、位移放大器、试件和加载支座的固有频率和压电换能器输出的振动频率相同，定位座、位移放大器、试件的轴向长度均为半个谐振波波长，加载支座的轴向长度为(2n+1)/4个谐振波波长，其中n为自然数；压电换能器、定位座、位移放大器、试件和加载支座之间各个连接面位置处，均为谐振波振幅最大位置处，该位置处应力为零；定位座和支架立板连接面位置处，谐振波振幅为零；加载支座和加载滑板连接面位置处，谐振波振幅为零；试件中间截面谐振波振幅为零，内部应力最大，为疲劳断裂面。
本发明的有益效果是：(1)本发明可以在实现超声疲劳试验中的平均应力加载，使超声疲劳试验更加完整，进一步拓宽了超声疲劳试验的测试范围；(2)本发明对超声发生组件以及试件和加载支座的固有频率和长度尺寸设计，保证了试件共振要求，同时有效避免了其它零部件发生共振的危害；(3)本发明采用电信号控制，相比传统电液伺服疲劳试验机，功耗小，控制精度高；(4)本发明可实现20kHz频率疲劳试验，有效缩短疲劳试验时间，可高效完成1010周次疲劳测试；(5)本发明可对试件提供±40kN轴向拉压力，有效完成超声疲劳平均应力加载试验。
附图说明
图1是本发明一种超声疲劳平均应力加载装置施加平均应力状态的结构示意图；
图2是本发明一种超声疲劳平均应力加载装置未施加平均应力状态的结构示意图；
图3是本发明一种超声疲劳平均应力加载装置的三维结构示意图；
图中：01.超声发生组件、011.压电换能器、012.定位座、013.位移放大器、02.应力加载总成、021.拉力螺杆、022.加载支座、023.加载滑板、024.直线滑套a、025.直线滑套b、026.托盘、027.橡胶垫、03.动力总成、031.伺服电机、032.减速器、04.直线传动总成、041.传动键、042.弹簧卡圈、043.推力轴承、044.滚珠丝杠、045.丝杠螺母、046.套筒、047.直线滑套c、048.防转臂、049.防掉端盖、0410.传感器座、0411.载荷传感器、05.支架立板、06.滑动导杆a、07.锁紧螺母、08.定位端板、09.滑动导杆b、10.试件。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明一种超声疲劳平均应力加载装置，是由超声发生组件01、应力加载总成02、动力总成03、直线传动总成04、支架立板05、滑动导杆a06、锁紧螺母07、定位端板08、滑动导杆b09和试件10构成，超声发生组件01包括压电换能器011、定位座012和位移放大器013，应力加载总成02包括拉力螺杆021、加载支座022、加载滑板023、直线滑套a024、直线滑套b025、托盘026和橡胶垫027，动力总成03包括伺服电机031和减速器032，直线传动总成04包括传动键041、弹簧卡圈042、推力轴承043、滚珠丝杠044、丝杠螺母045、套筒046、直线滑套c047、防转臂048、防掉端盖049、传感器座0410和载荷传感器0411；其结构特征是：在超声发生组件01中，压电换能器011可以把超声频率发生器输出的电信号转化为机械振动信号输出；定位座012两端设置有螺纹孔，定位座012外圆中部设置一圈凸起台阶，凸起台阶上周向均匀设置六个台阶孔；位移放大器013两端设置有螺纹孔，位移放大器013左端截面直径大于右端截面直径，位移放大器013外圆轮廓在轴向上平滑过渡；定位座012左端和压电换能器011输出端用螺柱固定，定位座012右端和位移放大器013左端用螺柱固定；在应力加载总成02中，加载滑板023上部、中部、下部分别设置一通孔，加载滑板023上部通孔外侧右端周向均匀设置四个螺纹孔，加载滑板023下部通孔外侧右端周向均匀设置四个螺纹孔，加载滑板023中部通孔外侧左端周向均匀设置八个螺纹孔；直线滑套a024嵌入加载滑板023上部通孔内，直线滑套a024右侧凸起外缘和加载滑板023用螺钉固紧；直线滑套b025嵌入加载滑板023下部通孔内，直线滑套b025右侧凸起外缘和加载滑板023用螺钉固紧；加载支座022内腔设置为台阶孔，拉力螺杆021右端设置为台阶，拉力螺杆021置入加载支座022内腔台阶孔内，加载支座022右端和加载滑板023上端左侧用螺钉固紧；托盘026右端和加载滑板023用螺钉固紧，橡胶垫027放置在托盘026承托面上，托盘026安装在加载支座022下侧；在动力总成03中，伺服电机031输出轴和减速器032输入轴连接，伺服电机031外壳和减速器032外壳用螺钉固紧，减速器032输出方式为平键孔输出形式，减速器032外壳右端为法兰结构，伺服电机031可以根据电信号输出稳定的扭矩和转速；在直线传动总成04中，滚珠丝杠044左端设置一平键槽，平键槽右侧设置一圈卡圈槽，滚珠丝杠044右部设置为丝杠结构，滚珠丝杠044右端设置一螺纹孔；传动键041安装在滚珠丝杠044左端平键槽内，弹簧卡圈042安装在滚珠丝杠044卡圈槽内，推力轴承043安装在滚珠丝杠044右部丝杠结构的左端面上，防掉端盖049和滚珠丝杠044右端螺纹固定；丝杠螺母045套在滚珠丝杠044右部的丝杠结构上，丝杠螺母045和滚珠丝杠044之间有钢珠传动，丝杠螺母045可以在滚珠丝杠044上灵活转动；丝杠螺母045左端设置有凸起外缘，丝杠螺母045左端凸起外缘和套筒046左端用螺钉固紧；传感器座0410外圆设置为台阶轴，传感器座0410左端台阶周向均匀设置八个台阶孔，传感器座0410外圆中部设置为公螺纹；传感器座0410左端和套筒046右端用螺钉固紧，载荷传感器0411和传感器座0410外圆中部螺纹固定；载荷传感器0411为轮辐式结构，可以承受拉压双向载荷，载荷传感器0411内孔设置为母螺纹，载荷传感器0411外侧周向均匀设置八个通孔；防转臂048下端设置一通孔，通孔外侧周向均匀设置四个螺纹孔；直线滑套c047嵌入防转臂048下端通孔内，直线滑套c047左端外缘和防转臂048用螺钉固紧，防转臂048上端和套筒046外圆用螺钉固紧；支架立板05之上而下依次设置有四个通孔，支架立板05最上端的通孔外侧周向均匀设置有六个螺纹孔；定位端板08上下端分别设置一通孔；滑动导杆a06设置为两端直径小，中间直径大的台阶轴，滑动导杆a06中部设置为光滑直杆，滑动导杆a06两端设置为公螺纹；滑动导杆b09设置为两端直径小，中间直径大的台阶轴，滑动导杆b09中部设置为光滑直杆，滑动导杆b09两端设置为公螺纹；滑动导杆a06左端穿过支架立板05从上往下数第二个通孔，滑动导杆a06右端穿过定位端板08上端通孔，两个锁紧螺母07分别和滑动导杆a06两端公螺纹固紧；滑动导杆b09左端穿过支架立板05最下端通孔，滑动导杆b09右端穿过定位端板08下端通孔，两个锁紧螺母07分别和滑动导杆b09两端公螺纹固紧；支架立板05下端和机架固定连接，定位端板08下端和机架固定连接；超声发生组件01中的定位座012外圆穿过支架立板05最上端的通孔，定位座012和支架立板05用螺钉固紧；应力加载总成02中的直线滑套a024套在滑动导杆a06中部的光滑直杆上，直线滑套b025套在滑动导杆b09中部的光滑直杆上；直线传动总成04中的滚珠丝杠044穿过支架立板05从上往下数第三个通孔，弹簧卡圈042安装在支架立板05左端面，推力轴承043安装在支架立板05右端面，传感器座0410外圆右端***加载滑板023中部通孔，载荷传感器0411外侧和加载滑板023用螺钉固紧，直线滑套c047套在滑动导杆b09中部的光滑直杆上；动力总成03中的减速器032外壳右端法兰结构和支架立板05用螺钉固紧，滚珠丝杠044左端***减速器032的平键输出孔，连接后可实现传动；试件10两端设置有螺纹孔，试件10中部设置为“细脖子”结构，试件10左端和超声发生组件01中的位移放大器013右端用螺柱连接，试件10右端和应力加载总成02中的拉力螺杆021螺纹连接；在对试件10施加轴向压力的情况下，可以不接入拉力螺杆021，加载支座022直接向试件10右端施加轴向压力。
在本发明一种超声疲劳平均应力加载装置中，定位座012、位移放大器013、试件10和加载支座022的固有频率和压电换能器011输出的振动频率相同，定位座012、位移放大器013、试件10的轴向长度均为半个谐振波波长，加载支座022的轴向长度为(2n+1)/4个谐振波波长，其中n为自然数；压电换能器011、定位座012、位移放大器013、试件10和加载支座022之间各个连接面位置处，均为谐振波振幅最大位置处，该位置处应力为零；定位座012和支架立板05连接面位置处，谐振波振幅为零；加载支座022和加载滑板023连接面位置处，谐振波振幅为零；试件10中间截面谐振波振幅为零，内部应力最大，为疲劳断裂面。
本发明一种超声疲劳平均应力加载装置中的工作原理是：超声频率发生器将电信号传递给超声发生组件01中的压电换能器011，压电换能器011将电信号转化成机械振动信号输出传递给***012，经位移放大器013将振幅发大后传递给试件10；控制伺服电机031输出扭矩，经过减速器032将输出扭矩放大后传递给直线传动总成04中的滚珠丝杠044，经滚珠丝杠螺母副的传动作用转化为丝杠螺母045的直线运动，并经过套筒046、传感器座0410、载荷传感器0411传递给应力加载总成02，这时应力加载总成02可以给试件10施加轴向平均拉压载荷。

Claims (6)

1.一种超声疲劳平均应力加载装置，是由超声发生组件(01)、应力加载总成(02)、动力总成(03)、直线传动总成(04)、支架立板(05)、滑动导杆a(06)、锁紧螺母(07)、定位端板(08)、滑动导杆b(09)和试件(10)构成，超声发生组件(01)包括压电换能器(011)、定位座(012)和位移放大器(013)，应力加载总成(02)包括拉力螺杆(021)、加载支座(022)、加载滑板(023)、直线滑套a(024)、直线滑套b(025)、托盘(026)和橡胶垫(027)，动力总成(03)包括伺服电机(031)和减速器(032)，直线传动总成(04)包括传动键(041)、弹簧卡圈(042)、推力轴承(043)、滚珠丝杠(044)、丝杠螺母(045)、套筒(046)、直线滑套c(047)、防转臂(048)、防掉端盖(049)、传感器座(0410)和载荷传感器(0411)；其特征是：在超声发生组件(01)中，压电换能器(011)可以把超声频率发生器输出的电信号转化为机械振动信号输出；定位座(012)两端设置有螺纹孔，定位座(012)外圆中部设置一圈凸起台阶，凸起台阶上周向均匀设置六个台阶孔；位移放大器(013)两端设置有螺纹孔，位移放大器(013)左端截面直径大于右端截面直径，位移放大器(013)外圆轮廓在轴向上平滑过渡；定位座(012)左端和压电换能器(011)输出端用螺柱固定，定位座(012)右端和位移放大器(013)左端用螺柱固定；在应力加载总成(02)中，加载滑板(023)上部、中部、下部分别设置一通孔，加载滑板(023)上部通孔外侧右端周向均匀设置四个螺纹孔，加载滑板(023)下部通孔外侧右端周向均匀设置四个螺纹孔，加载滑板(023)中部通孔外侧左端周向均匀设置八个螺纹孔；直线滑套a(024)嵌入加载滑板(023)上部通孔内，直线滑套a(024)右侧凸起外缘和加载滑板(023)用螺钉固紧；直线滑套b(025)嵌入加载滑板(023)下部通孔内，直线滑套b(025)右侧凸起外缘和加载滑板(023)用螺钉固紧；加载支座(022)内腔设置为台阶孔，拉力螺杆(021)右端设置为台阶，拉力螺杆(021)置入加载支座(022)内腔台阶孔内，加载支座(022)右端和加载滑板(023)上端左侧用螺钉固紧；托盘(026)右端和加载滑板(023)用螺钉固紧，橡胶垫(027)放置在托盘(026)承托面上，托盘(026)安装在加载支座(022)下侧；在动力总成(03)中，伺服电机(031)输出轴和减速器(032)输入轴连接；在直线传动总成(04)中，滚珠丝杠(044)左端设置一平键槽，平键槽右侧设置一圈卡圈槽，滚珠丝杠(044)右部设置为丝杠结构，滚珠丝杠(044)右端设置一螺纹孔；传动键(041)安装在滚珠丝杠(044)左端平键槽内，弹簧卡圈(042)安装在滚珠丝杠(044)卡圈槽内，推力轴承(043)安装在滚珠丝杠(044)右部丝杠结构的左端面上，防掉端盖(049)和滚珠丝杠(044)右端螺纹固定；丝杠螺母(045)套在滚珠丝杠(044)右部的丝杠结构上，丝杠螺母(045)和滚珠丝杠(044)之间有钢珠传动，丝杠螺母(045)可以在滚珠丝杠(044)上灵活转动；丝杠螺母(045)左端设置有凸起外缘，丝杠螺母(045)左端凸起外缘和套筒(046)左端用螺钉固紧；传感器座(0410)外圆设置为台阶轴，传感器座(0410)左端台阶周向均匀设置八个台阶孔，传感器座(0410)外圆中部设置为公螺纹；传感器座(0410)左端和套筒(046)右端用螺钉固紧，载荷传感器(0411)和传感器座(0410)外圆中部螺纹固定；防转臂(048)下端设置一通孔，通孔外侧周向均匀设置四个螺纹孔；直线滑套c(047)嵌入防转臂(048)下端通孔内，直线滑套c(047)左端外缘和防转臂(048)用螺钉固紧，防转臂(048)上端和套筒(046)外圆用螺钉固紧；支架立板(05)之上而下依次设置有四个通孔，支架立板(05)最上端的通孔外侧周向均匀设置有六个螺纹孔；定位端板(08)上下端分别设置一通孔；滑动导杆a(06)设置为两端直径小，中间直径大的台阶轴，滑动导杆a(06)中部设置为光滑直杆，滑动导杆a(06)两端设置为公螺纹；滑动导杆b(09)设置为两端直径小，中间直径大的台阶轴，滑动导杆b(09)中部设置为光滑直杆，滑动导杆b(09)两端设置为公螺纹；滑动导杆a(06)左端穿过支架立板(05)从上往下数第二个通孔，滑动导杆a(06)右端穿过定位端板(08)上端通孔，两个锁紧螺母(07)分别和滑动导杆a(06)两端公螺纹固紧；滑动导杆b(09)左端穿过支架立板(05)最下端通孔，滑动导杆b(09)右端穿过定位端板(08)下端通孔，两个锁紧螺母(07)分别和滑动导杆b(09)两端公螺纹固紧；支架立板(05)下端和机架固定连接，定位端板(08)下端和机架固定连接；超声发生组件(01)中的定位座(012)外圆穿过支架立板(05)最上端的通孔，定位座(012)和支架立板(05)用螺钉固紧；应力加载总成(02)中的直线滑套a(024)套在滑动导杆a(06)中部的光滑直杆上，直线滑套b(025)套在滑动导杆b(09)中部的光滑直杆上；直线传动总成(04)中的滚珠丝杠(044)穿过支架立板(05)从上往下数第三个通孔，弹簧卡圈(042)安装在支架立板(05)左端面，推力轴承(043)安装在支架立板(05)右端面，传感器座(0410)外圆右端***加载滑板(023)中部通孔，载荷传感器(0411)外侧和加载滑板(023)用螺钉固紧，直线滑套c(047)套在滑动导杆b(09)中部的光滑直杆上；动力总成(03)中的减速器(032)外壳右端法兰结构和支架立板(05)用螺钉固紧，滚珠丝杠(044)左端***减速器(032)的平键输出孔，连接后可实现传动；试件(10)两端设置有螺纹孔，试件(10)中部设置为“细脖子”结构，试件(10)左端和超声发生组件(01)中的位移放大器(013)右端用螺柱连接，试件(10)右端和应力加载总成(02)中的拉力螺杆(021)螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的超声疲劳平均应力加载装置，其特征是：所述定位座(012)、位移放大器(013)、试件(10)和加载支座(022)的固有频率和压电换能器(011)输出的振动频率相同，定位座(012)、位移放大器(013)、试件(10)的轴向长度均为半个谐振波波长，加载支座(022)的轴向长度为(2n+1)/4个谐振波波长，其中n为自然数。
3.根据权利要求1所述的超声疲劳平均应力加载装置，其特征是：所述压电换能器(011)、定位座(012)、位移放大器(013)、试件(10)和加载支座(022)之间各个连接面位置处，均为谐振波振幅最大位置处，该位置处应力为零；定位座(012)和支架立板(05)连接面位置处，谐振波振幅为零；加载支座(022)和加载滑板(023)连接面位置处，谐振波振幅为零；试件(10)中间截面谐振波振幅为零，内部应力最大，为疲劳断裂面。
4.根据权利要求1所述的超声疲劳平均应力加载装置，其特征是：所述载荷传感器(0411)为轮辐式结构，可以承受拉压双向载荷，载荷传感器(0411)内孔设置为母螺纹，载荷传感器(0411)外侧周向均匀设置八个通孔。
5.根据权利要求1所述的超声疲劳平均应力加载装置，其特征是：所述试件(10)仅承受轴向压力载荷的情况下，可以不接入拉力螺杆(021)，加载支座(022)直接向试件(10)右端施加轴向压力。
6.根据权利要求1所述的超声疲劳平均应力加载装置，其特征是：所述伺服电机(031)外壳和减速器(032)外壳用螺钉固紧，减速器(032)输出方式为平键孔输出形式，减速器(032)外壳右端为法兰结构，伺服电机(031)可以根据电信号输出稳定的扭矩和转速。
CN201711168528.XA 2017-11-21 2017-11-21 一种超声疲劳平均应力加载装置 Expired - Fee Related CN107957448B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711168528.XA CN107957448B (zh) 2017-11-21 2017-11-21 一种超声疲劳平均应力加载装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711168528.XA CN107957448B (zh) 2017-11-21 2017-11-21 一种超声疲劳平均应力加载装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107957448A true CN107957448A (zh) 2018-04-24
CN107957448B CN107957448B (zh) 2020-06-26

Family

ID=61965182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711168528.XA Expired - Fee Related CN107957448B (zh) 2017-11-21 2017-11-21 一种超声疲劳平均应力加载装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107957448B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109520830A (zh) * 2018-11-23 2019-03-26 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 一种管路弹性元件声学状态在线监测装置
CN110361451A (zh) * 2018-01-03 2019-10-22 西南石油大学 一种自适应频率式超声疲劳试验机
CN113155607A (zh) * 2021-04-06 2021-07-23 人本股份有限公司 压拉加载模拟试验装置
CN114137073A (zh) * 2021-11-22 2022-03-04 吉林大学 测量固态介质对超声频振动激励响应的装置和方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101819114A (zh) * 2010-04-30 2010-09-01 西北工业大学 超声弯曲疲劳实验装置
CN203849207U (zh) * 2014-03-06 2014-09-24 中国科学院声学研究所东海研究站 超高频疲劳试验***
CN105738236A (zh) * 2016-05-05 2016-07-06 西北工业大学 一种超声高频滚珠磨损疲劳试验装置
CN106501098A (zh) * 2016-10-18 2017-03-15 四川大学 多轴载荷超声扭转疲劳试验装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101819114A (zh) * 2010-04-30 2010-09-01 西北工业大学 超声弯曲疲劳实验装置
CN203849207U (zh) * 2014-03-06 2014-09-24 中国科学院声学研究所东海研究站 超高频疲劳试验***
CN105738236A (zh) * 2016-05-05 2016-07-06 西北工业大学 一种超声高频滚珠磨损疲劳试验装置
CN106501098A (zh) * 2016-10-18 2017-03-15 四川大学 多轴载荷超声扭转疲劳试验装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110361451A (zh) * 2018-01-03 2019-10-22 西南石油大学 一种自适应频率式超声疲劳试验机
CN109520830A (zh) * 2018-11-23 2019-03-26 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 一种管路弹性元件声学状态在线监测装置
CN109520830B (zh) * 2018-11-23 2024-03-08 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种管路弹性元件声学状态在线监测装置
CN113155607A (zh) * 2021-04-06 2021-07-23 人本股份有限公司 压拉加载模拟试验装置
CN114137073A (zh) * 2021-11-22 2022-03-04 吉林大学 测量固态介质对超声频振动激励响应的装置和方法
CN114137073B (zh) * 2021-11-22 2024-01-26 吉林大学 测量固态介质对超声频振动激励响应的装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107957448B (zh) 2020-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107957448A (zh) 一种超声疲劳平均应力加载装置
CN103091184B (zh) 亚超声高频疲劳试验机
CN107340190A (zh) 用于高频疲劳试验的多级静动态耦合力学加载装置
Daoud et al. Characterization of the vibrational behaviour of flax fibre reinforced composites with an interleaved natural viscoelastic layer
CN102297753B (zh) 船舶推进轴系纵向振动模拟试验台
Liu et al. A high-power linear ultrasonic motor using longitudinal vibration transducers with single foot
CN109765129A (zh) 一种可实现多轴超声疲劳试验的谐振***
CN101526459A (zh) 一种电流变体材料阻尼性能测试装置和方法
Yang et al. Influence mechanism of bolted joint with geometric irregularity bearing surface on anti-loosening performance
Hu et al. Nonlinear resonance of the rotating circular plate under static loads in magnetic field
CN101890699B (zh) 燃气轮机拉杆式转子的拉杆螺栓调整机构及其工作方法
CN102914363B (zh) 一种挠曲对轴系回旋振动影响规律定量分析的实验装置
CN203178147U (zh) 亚超声高频疲劳试验机
CN208297270U (zh) 复合载荷与高温-氛围下的材料高频疲劳试验装置
RU2348022C1 (ru) Резонансный стенд
Xiao et al. Investigation of mechanical and electrical characteristics of self-sensing pneumatic torsional actuators
Gao et al. The development of an ultrasonic vibration hand-held pneumatic drill for hole-machining on CFRP composite materials
Zhang et al. A small bipedal trans-scale precision positioning stage based on inertial stick-slip driving
CN107703214B (zh) 一种频率可调式超声变幅器
CN209623757U (zh) 一种弯曲振动超声加工装置的动态特性测试***
Kachare et al. Free vibration analysis of rotating composite box beam using GY-521 accelerometer
Deshpande Characterization of CFRP and GFRP composite materials at high strain rate tensile loading
CN109764917A (zh) 一种弯曲振动超声加工装置的动态特性测试***
CN110361451A (zh) 一种自适应频率式超声疲劳试验机
CN202974424U (zh) 一种挠曲对轴系回旋振动影响规律定量分析的实验装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200626

Termination date: 20201121