CN110044743A - 镍基单晶小试样疲劳试验***及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种镍基单晶小试样疲劳试验***及方法，属于机械工程技术领域。该用于疲劳试验的试样包括试验段和螺纹段，螺纹段数量为两个且分别连接于所述试验段的两端。该试样在进行疲劳试验时，可以通过螺纹段螺纹连接于夹具组件上，使得试样与夹具组件的连接更为紧凑和稳定，克服了现有技术中试样与夹具之间采用销连接引起的结构松散的缺陷，使得该试样不仅可以用于拉拉疲劳试验，也可以用于拉压疲劳试验或者压压疲劳试验，提高了试样的应用范围和应用的灵活性。

Description

镍基单晶小试样疲劳试验***及方法

技术领域

本公开涉及机械工程技术领域，尤其涉及一种镍基单晶小试样疲劳试验***及方法。

背景技术

镍基单晶高温合金因其良好的高温特性，已经成为制造燃气涡轮发动机热端部件的重要材料，尤其在航空航天领域应用更多。飞行器由于其工作特性，频繁起降，对其发动机叶片的抗疲劳性能具有较高要求，镍基单晶高温合金作为发动机叶片的构成材料，其疲劳性能直接决定了发动机性能的优劣，因此研究探索单晶材料的疲劳性能具有重要意义。

为研究单晶合金的疲劳性能，现有技术中，可以通过单晶材料加工出标准试样，然后在疲劳试验机上进行力学性能测试。所用的试样一般为较大的平板型试样，来源多为购买单晶材料的试棒，在试棒上通过线切割技术获取试样。在试样上下端开有销孔，通过两个销子连接试验机的加载子***进行疲劳实验。

现有技术方案中，试样尺寸较大，由于单晶材料的价格昂贵，每次试验所需要的材料成本较高，花费较多。由于标准试样的结构特点，标准试样与试验机之间通过销孔连接，整体连接结构较为松动，在进行拉拉疲劳试验时可正常试验，但是如果进行拉压疲劳试验，试样装夹方式的局限性造成试验不能进行，这导致试样的用途较为单一。不仅如此，现有试验机的结构大都根据标准试样进行设计，其拉杆及夹具等都只适用于标准平板试样，对于其他形式的试样，试验机并不能进行疲劳试验。

不仅如此，现有技术方案中，试样来源不具有代表性。现有标准试样大都通过购买的单晶试棒材料，通过线切割等加工技术成型，相对于航空发动机的成型涡轮叶片，试棒材料成型简单，未经过叶片的复杂工艺处理，在性能上也会表现出较大差异，因此试棒材料加工得到的试样并不能真实反映涡轮叶片的疲劳性能。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种镍基单晶小试样疲劳试验***及方法，提高试样的应用范围。

为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的第一个方面，提供一种用于疲劳试验的试样，包括：

试验段；

螺纹段，数量为两个且分别连接于所述试验段的两端。

在本公开的一种示例性实施例中，所述试样还包括：

连接段，数量为两个；任一所述连接段连接所述试验段和所述螺纹段。

在本公开的一种示例性实施例中，所述试验段为圆柱形；

所述螺纹段与所述试验段同轴设置，且所述螺纹段的直径大于所述试验段的直径；

所述连接段与所述试验段同轴设置，且所述试验段的母线为弧线；所述连接段与所述试验段连接的一端的直径与所述试验段的直径相同；所述连接段与所述螺纹段连接的一端的直径与所述螺纹段的直径相同。

在本公开的一种示例性实施例中，所述试样是从发动机热端部件加工而来的。

根据本公开的第二个方面，提供一种用于疲劳试验的夹具组件，用于与上述的试样配合；所述夹具组件包括：

第一连接杆，具有相对设置的第一连接端面和第二连接端面，所述第一连接杆的第一连接端面设置有紧固槽，所述第一连接杆的第二连接端面用于与一疲劳试验装置的伸缩组件连接；

夹头，设置有共轴线且连通的安装螺纹孔和紧固通孔，所述安装螺纹孔用于与所述试样的螺纹段配合；所述夹头远离所述安装螺纹孔的一端配合地***所述紧固槽中；

垫柱，能够穿设于所述安装螺纹孔和所述紧固通孔，且所述垫柱的一端用于与所述螺纹段连接，另一端与所述紧固槽的槽底连接；

连接件，连接所述第一连接杆和所述夹头。

在本公开的一种示例性实施例中，所述夹头上设置有限位凸出部，所述限位凸出部具有相对设置的第一侧和第二侧；所述限位凸出部的第一侧与所述第一连接杆的第一连接端面配合；

所述连接件与所述第一连接杆螺纹连接，且所述连接件设置有限位阻挡部，所述限位阻挡部与所述限位凸出部的第二侧配合。

在本公开的一种示例性实施例中，所述夹具组件还包括：

第二连接杆，具有第一连接端和第二连接端，所述第二连接杆的第一连接端与所述第一连接杆的第二连接端面螺纹连接，所述第二连接杆的第二连接端用于与所述疲劳试验装置的伸缩组件连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述夹具组件还包括穿设于所述第二连接杆的第一备紧件和第二备紧件；所述第一备紧件包括与所述第一连接杆的第二连接端面配合的第一表面，所述第二备紧件包括与所述疲劳试验装置的伸缩组件配合的第二表面，且当所述第一备紧件相对于所述第二备紧件发生第一方向的旋转时，所述第一表面与所述第二表面之间的距离增大。

根据本公开的第三个方面，提供一种镍基单晶小试样疲劳试验***，包括上述的镍基单晶高温合金试样，以及包括上述的夹具组件。

根据本公开的第四个方面，提供一种镍基单晶小试样疲劳试验方法，应用于上述的镍基单晶小试样疲劳试验***；镍基单晶小试样疲劳试验方法包括：

将所述所述镍基单晶高温合金试样连接于所述夹具组件；

将所述夹具组件连接于所述疲劳试验装置的伸缩组件；

所述伸缩组件向所述试样加载拉伸载荷或者压缩载荷。

本公开提供的镍基单晶小试样疲劳试验***及方法，既可以进行拉拉疲劳试验，也可以用于拉压疲劳试验或者压压疲劳试验，提高了试样的应用范围和应用的灵活性。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本公开实施方式的试样的剖视结构示意图。

图2是本公开实施方式的试样的立体结构示意图。

图3是本公开实施方式的夹具组件的***结构示意图。

图4是本公开实施方式的夹具组件的结构示意图。

图5是本公开实施方式的夹头的结构示意图。

图6是本公开实施方式的第一连接杆的结构示意图。

图7是本公开实施方式的第二连接杆的结构示意图。

图8是本公开实施方式的第二备紧件的结构示意图。

图9是本公开实施方式的伸缩组件的结构示意图。

图10是本公开实施方式的拉杆的结构示意图。

图11是在进行备紧操作时的备紧件与第一连接杆、第二连接杆的结合结构示意图。

图12是本公开实施方式的疲劳试验装置的结构示意图。

图13是本公开实施方式的高温炉的结构示意图。

图中主要元件附图标记说明如下：

1、试样；11、试验段；12、螺纹段；13、连接段；2、第一连接杆；21、第一杆体；22、第二杆体；23、第一连接端面；24、第二连接端面；25、紧固槽；3、夹头；31、第一夹头本体；32、第二夹头本体；33、限位凸出部；34、安装螺纹孔；4、垫柱；5、连接件；51、螺母；52、限位阻挡部；6、第二连接杆；61、第一连接端；62、第二连接端；71、第一备紧件；72、第二备紧件；721、第二环形本体；722、第二表面；723、第四表面；81、伸缩组件；811、机台；812、拉杆；8121、横杆；8122、调节杆；91、引伸计；92、高温炉。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。

当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本公开提供一种用于疲劳试验的镍基单晶高温合金试样，用于与疲劳试验装置的夹具组件连接，以进行疲劳试验。如图1和图2所示，用于疲劳试验的试样1包括：试验段11和螺纹段12，螺纹段12的数量为两个且分别连接于试验段11的两端。

本公开提供的试样1在进行疲劳试验时，可以通过螺纹段12螺纹连接于疲劳试验装置的夹具组件上，使得试样1与夹具组件的连接更为紧凑和稳定，克服了现有技术中试样1与夹具之间采用销连接引起的结构松散的缺陷，使得该试样1不仅可以用于拉拉疲劳试验，也可以用于拉压疲劳试验或者压压疲劳试验，提高了试样1的应用范围和应用的灵活性。

下面，结合附图对本公开的试样1的各个部件结构和功能进行进一步解释和说明。

在一实施方式中，如图1和图2所示，试样1还可以包括连接段13，连接段13的数量为两个；任一连接段13连接试验段11和螺纹段12。如此，在试验段11和任一螺纹段12之间均设置有连接段13。连接段13可以使得疲劳试验装置上的作用力较为均匀地作用于试验段11，降低螺纹段12的损伤或应力的集中直接加载到试验段11的程度，起到连接和缓冲的作用。

在一实施方式中，如图1和图2所示，试验段11可以为圆柱形，以便能够通过车加工等工艺简单且方便的制备。当然的，在另一实施方式中，试验段11也可以为长方体、六棱柱等其他形状。

螺纹段12可以设置有外螺纹，以用于与疲劳试验装置的夹具组件连接。如图1和图2所示，螺纹段12可以与试验段11同轴设置，以便保证疲劳试验装置上的力可以较为均匀地加载于试验段11，且能够保证试验段11在进行疲劳试验时的对中度。可以理解的是，与该试样1相配合的疲劳试验装置的夹具组件可以设置有内螺纹，以便实现螺纹连接。

在一实施方式中，如图1所示，螺纹段12可以为圆柱形且直径大于试验段11。连接段13可以与试验段11同轴设置，且试验段11的母线为弧线；连接段13与试验段11连接的一端的直径与试验段11的直径相同；连接段13与螺纹段12连接的一端的直径与螺纹段12的直径相同。如此，连接段13可以将螺纹段12和试验段11平滑地连接在一起，可以避免螺纹段12与试验段11直接连接时产生的应力集中，保证试验段11的受力均匀。

在一实施方式中，螺纹段12、试验段11和连接段13为一体式结构。试样1的材料可以与待评估的材料相同。举例而言，试样1的材料可以为镍基单晶高温合金，以便评估镍基单晶高温合金的抗疲劳能力。

为了尽可能使得试样1的材料与待评估部件上的材料一致，使得试样1的疲劳试验结果能够更为准确地反映待评估部件的抗疲劳性能，在一实施方式中，可以直接从已经制备完成的待评估部件上加工出试样1。举例而言，可以从发动机热端部件上直接通过切割、车加工等工艺获得试样1，以保证试样1的材料与发动机热端部件的材料一致，进而通过试样1准确评估发动机热端部件的抗疲劳性能，克服试样1制备工艺与发动机热端部件制备工艺不一致导致的试验结果偏差。发动机热端部件可以包括但不限于发动机叶片和发动机轮盘等。

可以制备具有较小体积的试样1，以便降低试样1的制备成本，尤其是材料成本。不仅如此，当试样1的体积比较小时，可以从同一待评估部件上制备出更多的试样1，能够提升对待评估部件的评估效率。

在一实施方式中，沿轴线方向，试样1的长度可以不大于36mm，试样1在任一位置的直径可以不大于6mm，以限制试样1对材料尺寸的要求，使得试样1消耗的材料量较少，且使得待评估部件能够制备较多的试样1。

下面，作为示例，给出本公开的一种试样1的具体尺寸和结构。在该实施方式中，如图1和图2所示，该试样1包括圆柱形的试验段11，试验段11的任意一端均向外依次连接连接段13和螺纹段12。其中，试验段11、连接段13和螺纹段12均共轴线且为一体式结构，且材料相同。试验段11为直径2.6mm且长度为7.2mm的圆柱体，螺纹段12为直径6mm、长度为9mm且设置有外螺纹的圆柱体；连接段13的侧面为曲面，曲面的母线为半径9.5mm的弧线，且连接段13的小端直径与试验段11相同，连接段13的大端直径与螺纹段12相同。该试样1可以通过切割、车加工等工艺直接从发动机叶片或发动机轮盘上获得。

本公开还提供一种用于疲劳试验的夹具组件，用于与上述用于疲劳试验的试样实施方式中所描述的试样1配合；如图3～图6所示，夹具组件包括第一连接杆2、夹头3、垫柱4和连接件5；其中，

第一连接杆2具有第一连接端面23和第二连接端面24，第一连接杆2的第一连接端面23设置有紧固槽25，第一连接杆2的第二连接端面24用于与一疲劳试验装置的伸缩组件81连接；

夹头3设置有共轴线且连通的安装螺纹孔34和紧固通孔，安装螺纹孔34用于与试样1的螺纹段12配合；夹头3远离安装螺纹孔34的一端配合地***紧固槽25中；

垫柱4能够穿设于安装螺纹孔34和紧固通孔，且垫柱4的一端用于与螺纹段12连接，另一端与紧固槽25的槽底连接；

连接件5连接第一连接杆2和夹头3。

该垫柱4可以在保证试样1的对中度的同时，保证试样1处于固定状态，不会因为疲劳载荷出现松动。本公开的夹具组件在与试样1相配合时，试样1的螺纹段12与夹头3的安装螺纹孔34螺纹连接；如此，疲劳试验装置可以通过夹具组件向试样1提供拉伸力，使得试样1可以进行拉拉疲劳试验。疲劳试验装置还可以通过夹具组件向试样1提供压力，此时垫柱4可以将第一连接杆2上的压力(指向试样1的、用于使得试样1呈压缩形变的力)直接传导至试样1的螺纹段12，避免了完全借助螺纹段12的螺纹传导压力，避免了螺纹段12的螺纹的形变引起的误差，且保证了试样1的对中度；因此，试样1还可以进行拉压疲劳试验和压压疲劳试验。因此，本公开的夹具组件与试样1配合后结构紧凑，不会因疲劳载荷而出现松动，可以有效地传导拉伸力或压缩力，使得该试样1既可以进行拉拉疲劳试验，也可以进行拉压疲劳试验，还可以进行压压疲劳试验。

下面，结合附图对本公开的夹具组件的各个部件结构和功能进行进一步解释和说明。

在一实施方式中，如图5所示，夹头3上可以设置有限位凸出部33，限位凸出部33具有相对设置的第一侧和第二侧；限位凸出部33的第一侧与第一连接杆2的第一连接端面23配合；连接件5与第一连接杆2螺纹连接，且连接件5可以设置有限位阻挡部52，限位阻挡部52与限位凸出部33的第二侧配合。如此，夹头3的限位凸出部33被固定于第一连接杆2的第一连接端面23和连接件5的限位阻挡部52之间，使得夹头3与第一连接杆2之间紧密连接，提高了夹具组件的结构紧凑性。

可选的，如图5所示，限位凸出部33可以为一环形凸起。

可选的，安装螺纹孔34和紧固通孔的内径相同。

在一实施方式中，夹头3的材料可以为K403合金，以降低夹头3的制备成本，且保证夹头3耐高温的同时具有较好的力学性能，使得夹头3可以重复使用。

在一实施方式中，如图3所示，连接件5可以包括一螺母51和连接于螺母51的限位阻挡部52。螺母51的内直径大于限位凸出部33的直径，使得限位凸出部33可以容置于螺母51内。螺母51具有内螺纹；第一连接杆2靠近夹头3的一端(设置第一连接端面23的一端)具有外螺纹，外螺纹可以与内螺纹配合，使得螺母51能够与第一连接杆2螺纹连接。

可选的，如图3所示，限位凸出部33可以为一阻挡环，阻挡环设于螺母51远离第一连接杆2的一端，阻挡环的内直径大于试样1的螺纹段12的直径，且小于限位凸出部33的外直径，使得阻挡环能够与限位凸出部33配合。

如图3和图7所示，夹具组件还可以包括第二连接杆6，第二连接杆6具有第一连接端61和第二连接端62，第二连接杆6的第一连接端61与第一连接杆2的第二连接端面24螺纹连接，第二连接杆6的第二连接端62用于与疲劳试验装置的伸缩组件81连接。

在一实施方式中，如图3和图8所示，夹具组件还可以包括穿设于第二连接杆6的两个备紧件：第一备紧件71和第二备紧件72；第一备紧件71包括与第一连接杆2的第二连接端面24配合的第一表面，第二备紧件72包括与疲劳试验装置的伸缩组件81配合的第二表面722，且当第一备紧件71相对于第二备紧件72发生第一方向的旋转时，第一表面与第二表面722之间的距离增大。

如此，在进行疲劳试验之前，可以先对夹具组件进行备紧操作，以保证第一连接杆2的严格对中，并保证第一连接杆2与疲劳试验装置的伸缩组件81之间存在预紧力而不松动。在进行备紧操作后，再安装试样1进行疲劳试验。

备紧操作可以按照如下方法进行：如图11所示，在疲劳试验装置的伸缩组件81的相对设置的两个加载端的每个加载端，均安装第二连接杆6，且将第二备紧件72和第一备紧件71套设于第二连接杆6上，并安装第一连接杆2。然后，利用疲劳试验装置的备紧组件连接两个第一连接杆2的第一连接端面23。通过在疲劳试验装置的伸缩组件81的两个加载端施加大的拉伸载荷，使得第一连接杆2的第二连接端面24与伸缩组件81的加载端之间的距离增大，通过旋转第一备紧件71或第二备紧件72，使得第一表面与第二表面722之间的距离增大。当卸载所施加的拉伸载荷时，第一连接杆2因拉伸力消失而回弹，被备紧件阻挡而与伸缩组件81的加载端之间存在预紧力。不仅如此，在加载端施加拉伸载荷时，可以使得设置于两个加载端之间的第二连接杆6、第一连接杆2、备紧组件、第一连接杆2和第二连接杆6依次连接而成的结构被拉直，实现相对设置的两组连接杆(任一连接杆包括第一连接杆2和第二连接杆6)对中

在一实施方式中，第一备紧件71包括第一环形本体，第一环形本体具有在同一平面内的第一表面，和与第一表面相对设置的第三表面；第三表面为沿第一环形本体轴线方向螺旋延伸的端面，且旋转的角度不大于360°。如图8所示，第二备紧件72包括第二环形本体721，第二环形本体721具有在同一平面内的第二表面722，和与第二表面722相对设置的第四表面723；第四表面723为沿第二环形本体721轴线方向螺旋延伸的端面，且旋转的角度不大于360°。可选的，第一备紧件71和第二备紧件72结构相同，且第一备紧件71的第三表面与第二备紧件72的第四表面723接触配合，当使得第一备紧件71相对于第二备紧件72发生第一方向的旋转时，第一表面和第二表面722之间的距离增大；当使得第一备紧件71相对于第二备紧件72发生与第一方向相反的第二方向的旋转时，第一表面和第二表面722之间的距离减小。当第三表面和第四表面723之间具有压力时，第一备紧件71和第二备紧件72之间可以利用摩擦力自锁。

下面，作为示例，提供一种夹具组件的组成和结构。在该示例中，如图3～图8所示，夹具组件包括第一连接杆2、夹头3、垫柱4、连接件5、第二连接杆6、第一备紧件71和第二紧备件。

其中，如图6所示，第一连接杆2包括共轴线连接的第一杆体21和第二杆体22，其中，第一杆体21的直径小于第二杆体22；第一杆体21远离第二杆体22的端面为第一连接端面23，第一连接杆2的第一连接端面23上设置有紧固槽25，且第一杆体21远离第二杆体22的一端设置有外螺纹。紧固槽25可以与第一杆体21共轴线。第一连接杆2的第二连接端面24设置有与第一连接杆2共轴线的螺纹孔，用于与第二连接杆6螺纹连接。第一杆体21和第二杆体22可以均为圆柱体。

其中，如图5所示，夹头3包括共轴线连接的第一夹头本体31和第二夹头本体32，其中，第一夹头本体31的直径小于第二夹头本体32的直径，且第一夹头本体31的直径不大于紧固槽25的直径，使得第一夹头本体31可以完全***紧固槽25中。在第二夹头本体32靠近第一夹头本体31的一端设置有环形的限位凸出部33；限位凸出部33具有相对设置的第一侧和第二侧，其中第一侧为限位凸出部33靠近第一夹头本体31的侧表面，第二侧为限位凸出部33远离第一夹头本体31的侧表面。限位凸出部33的外直径大于第二夹头本体32的直径、大于紧固槽25的直径且不大于第一杆体21的直径，使得限位凸出部33的第一侧可以与第一连接杆2的第一连接端面23接触配合。夹头3上还设置有共轴线且连接的安装螺纹孔34和紧固通孔。其中安装螺纹孔34设置于夹头3远离第一夹头本体31的一端，其设置有内螺纹，用于与试样1的螺纹段12螺纹连接。紧固通孔的直径可以与安装螺纹孔34的直径相同或者不同。

如图3所示，垫柱4可以为一圆柱体，其直径不大于安装螺纹孔34和紧固通孔，其一端能够与紧固槽25的槽底连接，另一端能够与进入安装螺纹孔34的螺纹段12的端面连接，实现在第一连接杆2和试样1之间直接传导压力，提高夹头3组件结构的紧凑性。

如图3所示，连接件5可以包括一具有内螺纹的螺母51和连接于螺母51一端的呈环形的限位阻挡部52。螺母51的内直径大于限位凸出部33的直径且等于第一杆体21的直径，使得螺母51的内螺纹能够与第一杆体21的外螺纹配合，实现螺纹连接。限位阻挡部52设置于螺母51远离第一连接杆2的一端，且内直径大于第二夹头本体32的直径且小于限位凸出部33的外直径，使得阻挡环能够与限位凸出部33的第二侧配合。

如图7所示，第二连接杆6可以呈圆柱体，且第二连接杆6的两端分别设置有外螺纹。第二连接杆6靠近第一连接杆2的一端为第一连接端61，远离第一连接杆2的一端为第二连接端62。第二连接杆6的第一连接端61可以与第一连接杆2的第二连接端面24上的螺纹孔螺纹连接。第二连接杆6的第二连接端62上的外螺纹可以与伸缩组件81的加载端进行螺纹连接。

如图3所示，备紧件可以包括第一备紧件71和第二备紧件72，第一备紧件71包括第一环形本体，第一环形本体具有在同一平面内的第一表面，和与第一表面相对设置的第三表面；第三表面为沿第一环形本体轴线方向螺旋延伸的端面，且旋转的角度不大于360°。如图8所示，第二备紧件72包括第二环形本体721，第二环形本体721具有在同一平面内的第二表面722，和与第二表面722相对设置的第四表面723；第四表面723为沿第二环形本体721轴线方向螺旋延伸的端面，且旋转的角度不大于360°。第一备紧件71和第二备紧件72的内直径不小于第二连接杆6的直径，以使得第一备紧件71和第二备紧件72可以套设于第二连接杆6。在更进一步的方案中，第一备紧件71和第二备紧件72结构相同，且第一备紧件71的第三表面与第二备紧件72的第四表面723接触配合，当使得第一备紧件71相对于第二备紧件72发生第一方向的旋转时，第一表面和第二表面722之间的距离增大；当使得第一备紧件71相对于第二备紧件72发生与第一方向相反的第二方向的旋转时，第一表面和第二表面722之间的距离减小。当第三表面和第四表面723之间具有压力时，第一备紧件71和第二备紧件72之间可以利用摩擦力自锁。

本公开还提供一种疲劳试验装置，该疲劳试验装具有上述用于疲劳试验的夹具组件实施方式所描述的夹具组件。由于该疲劳试验装置的夹具组件与上述用于疲劳试验的夹具组件实施方式所描述的夹具组件相同，因此具有相同的有益效果，本公开在此不再赘述。

如图12和图9所示，疲劳试验装置还可以包括伸缩组件81和备紧组件。其中，如图9所示，伸缩组件81可以包括两个加载端和连接两个加载端的调节杆8122，调节杆8122用于调节两个加载端之间的距离，使得伸缩组件81通过夹具组件向试样1施加拉伸载荷或者压缩载荷。

如图12和图9所示，一个加载端可以为疲劳试验装置的机台811，另一个加载端可以为一个横杆8121。在一实施方式中，如图10所示，调节杆8122与横杆8121连接而成为拉杆812，且调节杆8122可以在动力机构的作用下向远离机台811或者靠近机台811的方向移动。当调节杆8122向远离机台811的方向运动时，横杆8121向远离机台811的方向运动，使得伸缩组件81提供拉伸载荷。当调节杆8122向靠近机台811的方向运动时，横杆8121向靠近机台811的方向运动，使得伸缩组件81提供压缩载荷。在机台811和横杆8121上分别设置有螺纹孔，任一螺纹孔用于与一个夹具组件连接。如此，在机台811和横杆8121之间设置有相对的两组夹具组件，且两组夹具组件的安装螺纹孔34相对设置。试样1的两个螺纹段12可以分别与两个安装螺纹孔34连接，且使得螺纹段12的端面与垫柱4连接；如此，试样1借助两组夹具组件连接于伸缩组件81上。

在另一实施方式中，在进行疲劳试验时拉杆812可以固定于机台811上保持不动，机台811内可以设置与第二连接杆6连接的动力机构，且动力机构动作时可以带动与之连接的第二连接杆6沿第二连接杆6延伸方向运动，进而实现向试样1施加拉伸载荷或者压缩载荷。可选的，动力机构可以为气缸或者油缸，气缸或者油缸的缸体固定于机台811，气缸或者油缸的推杆末端与第二连接杆6螺纹连接。

在一实施方式中，如图12所示，疲劳试验装置还可以包括引伸计91，引伸计91用于固定于试样1的试验段11的表面，用于测量试样1在载荷作用下的形变量。

在一实施方式中，疲劳试验装置还可以包括加热组件，以便用于评估试样1在高温下的抗疲劳性能。如图12和图13所示，加热组件可以包括高温炉92，高温炉92上可以设置于夹具组件配合的开口，使得夹具组件可以穿入该高温炉92中且使得试样1置于该高温炉92中被加入。加入组件还可以包括保温件，例如石棉等，以便高温炉92保温。举例而言，当闭合高温炉92后，在高温炉92的开口与夹具组件之间填充进入石棉。

在一实施方式中，疲劳试验装置还可以热电偶，用于测量试样1的温度。热电偶的数量可以为多个，分别设置于试样1的不同位置。举例而言，热电偶的数量可以为三个，沿试样1的轴线方向分别绑接在试样1的中部和两端。

本公开还提供一种镍基单晶小试样疲劳试验***，包括上述的镍基单晶高温合金试样，以及包括上述的夹具组件。可以理解的是，该镍基单晶小试样疲劳试验***还可以包括其他组件，其他组件与夹具组件组成上述的疲劳试验装置。

由于该镍基单晶小试样疲劳试验***中的镍基单晶高温合金试样与上述镍基单晶高温合金试样实施方式中的镍基单晶高温合金试样相同，因此具有相同的有益效果，本公开在此不再赘述。

可以理解的是，镍基单晶小试样疲劳试验***中的小试样，即为镍基单晶高温合金试样。

本公开还提供一种镍基单晶小试样疲劳试验方法，应用于上述的镍基单晶小试样疲劳试验***。该镍基单晶小试样疲劳试验方法包括：

将所述镍基单晶高温合金试样连接于所述夹具组件；

将所述夹具组件连接于所述疲劳试验装置的伸缩组件；

所述伸缩组件向所述试样加载拉伸载荷或者压缩载荷。

本公开的镍基单晶小试样疲劳试验方法的细节和原理在上述疲劳试验装置实施方式中进行了详细描述，本公开在此不再赘述。

应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。

Claims (10)

1.一种用于疲劳试验的镍基单晶高温合金试样，其特征在于，所述试样包括：

试验段；

螺纹段，数量为两个且分别连接于所述试验段的两端。

2.根据权利要求1所述的试样，其特征在于，所述试样还包括：

连接段，数量为两个；任一所述连接段连接所述试验段和所述螺纹段。

3.根据权利要求2所述的试样，其特征在于，所述试验段为圆柱形；

所述螺纹段与所述试验段同轴设置，且所述螺纹段的直径大于所述试验段的直径；

所述连接段与所述试验段同轴设置，且所述试验段的母线为弧线；所述连接段与所述试验段连接的一端的直径与所述试验段的直径相同；所述连接段与所述螺纹段连接的一端的直径与所述螺纹段的直径相同。

4.根据权利要求1～3任一项所述的试样，其特征在于，所述试样是从发动机热端部件加工而来的。

5.一种用于疲劳试验的夹具组件，用于与权利要求1～4任一项所述的试样配合；其特征在于，所述夹具组件包括：

第一连接杆，具有相对设置的第一连接端面和第二连接端面，所述第一连接杆的第一连接端面设置有紧固槽，所述第一连接杆的第二连接端面用于与一疲劳试验装置的伸缩组件连接；

夹头，设置有共轴线且连通的安装螺纹孔和紧固通孔，所述安装螺纹孔用于与所述试样的螺纹段配合；所述夹头远离所述安装螺纹孔的一端配合地***所述紧固槽中；

垫柱，能够穿设于所述安装螺纹孔和所述紧固通孔，且所述垫柱的一端用于与所述螺纹段连接，另一端与所述紧固槽的槽底连接；

连接件，连接所述第一连接杆和所述夹头。

6.根据权利要求5所述的夹具组件，其特征在于，所述夹头上设置有限位凸出部，所述限位凸出部具有相对设置的第一侧和第二侧；所述限位凸出部的第一侧与所述第一连接杆的第一连接端面配合；

所述连接件与所述第一连接杆螺纹连接，且所述连接件设置有限位阻挡部，所述限位阻挡部与所述限位凸出部的第二侧配合。

7.根据权利要求5所述的夹具组件，其特征在于，所述夹具组件还包括：

第二连接杆，具有第一连接端和第二连接端，所述第二连接杆的第一连接端与所述第一连接杆的第二连接端面螺纹连接，所述第二连接杆的第二连接端用于与所述疲劳试验装置的伸缩组件连接。

8.根据权利要求7所述的夹具组件，其特征在于，所述夹具组件还包括穿设于所述第二连接杆的第一备紧件和第二备紧件；所述第一备紧件包括与所述第一连接杆的第二连接端面配合的第一表面，所述第二备紧件包括与所述疲劳试验装置的伸缩组件配合的第二表面，且当所述第一备紧件相对于所述第二备紧件发生第一方向的旋转时，所述第一表面与所述第二表面之间的距离增大。

9.一种镍基单晶小试样疲劳试验***，其特征在于，包括权利要求1～4任一项所述的镍基单晶高温合金试样，以及包括权利要求5～8任一项所述的夹具组件。

10.一种镍基单晶小试样疲劳试验方法，应用于权利要求9所述的镍基单晶小试样疲劳试验***，其特征在于，镍基单晶小试样疲劳试验方法包括：

将所述镍基单晶高温合金试样连接于所述夹具组件；

将所述夹具组件连接于所述疲劳试验装置的伸缩组件；

所述伸缩组件向所述试样加载拉伸载荷或者压缩载荷。