CN111238937A - 一种金属丝疲劳测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属丝疲劳测试装置，该疲劳测试装置包括：底座、支架光轴、上支板，其中多个支架光轴通过光轴固定座竖直固定在底座上，支架光轴的顶部设置有一上支板。在光轴中间位置设置有位移传感器固定座，并在其上设置位移传感器。在位移传感器上方设置有一中间支板，在中间支板下方设置有一水平滑台。将待测合金丝一端与上支板上的铜柱固定柱连接、并竖直穿过中间支板中央的通孔和水平滑台的贯穿孔，另一端固定在一导向柱上，并将待测合金丝分别与电源连接。本发明的测试装置通过改变电流波形产生不同的热量波形，可实现不同应力应变波形，实现了多模式的控制，从而能够适应不同工况下的疲劳试验。

Description

一种金属丝疲劳测试装置
技术领域
本发明涉及测试设备技术领域，具体涉及一种金属丝疲劳测试装置。
背景技术
形状记忆合金是一种特殊功能材料，具有优异的超弹性能、记忆性能和阻尼性能，此外还具有优异的疲劳性能、生物相容性能和耐腐蚀性能，以及良好的综合力学性能，因此，被广泛用于航空航天、舰船、医疗和石油化工等行业。超细记忆合金丝在相变过程中可以产生较大的变形，有控制简单，响应速度快的优点。可以用于各类数码产品中，具有广阔的应用前景和市场价值。由于数码产品可靠性高，使用频率高，使用寿命长的特点，所以需要对超细记忆合金丝进行疲劳寿命测试。
通常测试金属丝材疲劳寿命是在拉伸机上测试丝材轴向往复拉伸疲劳寿命。传统方法均是通过在金属丝材上施加机械外力来进行拉伸疲劳测试。例如在专利ZL201410843122.7中，通过电机控制器控制直线往复电机往复运动，来自动完成多达上万次的金属丝材弯曲疲劳测试，直至金属丝材断裂。疲劳测试到金属丝材断裂时，电机控制器会自动记录反复运动的次数和时间，并可以精确控制往复运动的距离。记忆合金丝在实际使用过程中由于工况复杂，力学加载条件不同，所以其疲劳试验需要适应不同工况采用不同的模式进行试验。而现有技术中的疲劳测试设备很难满足上述需求。此外，超细丝在测试过程中还会产生扭曲、晃动等现象影响测试精度，通过限位机构可以克服上述困难，但是又会带来较大摩擦力等干扰因素。
基于上述问题，本发明对疲劳测试装置进行综合改良，提出了一种具有无晃动、无扭转、小摩擦力、长寿命的疲劳测试装置，并通过控制电流波形，可实现不同应力应变波形，实现了多模式的控制，从而能够适应不同工况下的疲劳试验。
发明内容
本发明目的在于提出一种具有无晃动、无扭转、小摩擦力、长寿命的超细金属丝疲劳测试装置，具体包括以下部件：
底座、多个支架光轴、上支板，其中所述多个支架光轴竖直固定在所述底座上，上支板固定设置在多个支架光轴的顶部，具体为：
在底座上的多个支架光轴中央位置设置有一位移传感器固定座，并在其上安装一位移传感器，在位移传感器上方具有一中间支板，中间支板中央具有一通孔，在通孔竖直上方的上支板上对应位置具有一可调支架，所述可调支架上设置有一拉力传感器和一铜柱固定柱，铜柱固定柱固定待测金属丝一端，并与电源盒一端电连接；上述待测金属丝穿过上述通孔自然下垂，其另一端固定在导向柱上，并与电源盒另一端电连接。
上述中间支板下方设置有一水平滑台，水平滑台中具有与所述通孔对应的贯穿孔，导向柱竖直穿过所述水平滑台的贯穿孔。
进一步地，中间支板可沿多个支架光轴在竖直方向调整高度。
进一步地，上述多个支架光轴通过位于所述底座上的光轴固定座与底座连接。
进一步地，上述多个支架光轴数量为3个，在底座上呈等边三角形或等腰三角形分布。
进一步地，导向柱与采用导轨接触式或磁柱悬浮方式在通孔中运动。
进一步地，在导向柱下方连接有一质量可调的载荷架。
进一步地，位移传感器在位移传感器固定座上高度可调。
进一步地，在上述中间支板上具有一水平仪。
进一步地，其中拉力传感器外部设有一拉力传感器保护罩。
进一步地，上述电源盒中设置有一电源和一下位机，下位机中安装有控制模块，下位机连接有一上位机，上位机通过通讯线与下位机通信并发送指令。
进一步地，上述电源盒固定在上支板上方或与所述上支板分离设置。
本发明通过控制电流波形，可实现不同应力应变波形，实现了多模式的控制，从而能够适应不同工况下的疲劳试验。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例进行描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了本发明的疲劳测试装置结构图；
图2示出了本发明的疲劳测试装置工作示意图；
具体实施方式
下面将通过结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，本发明提出的一种金属丝疲劳测试装置包括底座(1)、多个支架光轴(2)、上支板(3)，其中底座(1)可以为铸铁，多个支架光轴(2)通过对应的多个光轴固定座(4)竖直固定在底座(1)上，上支板(3)固定设置在所述支架光轴(2)的顶部。在本实施例中上述多个支架光轴(3)数量为3个，并在底座上呈等边三角形或等腰三角形分布。在其他实施例中，上述多个支架光轴(3)可以为2个或4个，达到对上支板的稳定支撑。
在底座(1)上的多个支架光轴中央位置设置有一位移传感器固定座(5)，并在其上安装一位移传感器(6)，其中位移传感器(6)在位移传感器固定座(5)上高度可调。位移传感器固定座(5)为L型板状，其水平面固定在底座(1)上，其竖直面安装有位移传感器(6)，位移传感器(6)在竖直面上可调整高度。在位移传感器(6)上方具有中间支板(7)，中间支板(7)可以固定在支架光轴(2)上一定高度，也可沿上述多个支架光轴(2)在竖直方向调整高度。在本实施例中，中间支板(7)为三角形，在三角端具有三个通孔，使得三个支架光轴(2)从中穿过，从而中间支板(7)可沿着支架光轴(2)在竖直方向上滑动，同时支架光轴(2)与中间支板套接部位的下方设置有对应的卡扣，当中间支板(7)调整到合适位置时，通过锁住卡扣，从而将中间支板(7)的高度进行固定。所述中间支板(7)中央具有一通孔(8)。在另一实施例中，在中间支板(7)上设置一水平仪(15)，保证中间支板(7)表面为水平。
中间支板(7)下方还设置有一水平滑台(9)，水平滑台(9)中具有与通孔(8)对应的贯穿孔；该水平台具有一由聚四氟乙烯材料制成的滑移通道，通过调节水平滑台的旋钮，可以使得水平滑台(9)沿着上述滑移通道进行水平移动，从而能够精确调节导向柱(13)的竖直方向。
在通孔(8)竖直上方的所述上支板(3)上对应位置具有一支架(10)，在支架(10)上设置有一拉力传感器(11)和一铜柱固定柱(12)，其中支架(10)的高度可在竖直方向上进行调整。在另一实施例中，在拉力传感器(11)外部还设置有一拉力传感器保护罩，以对拉力传感器进行防护。在另一实施例中，在上支板(3)底面中央还设置有一灯源，可以为超细丝材的安装及试验提供视觉上的便利。
上述铜柱固定柱(12)固定待测金属丝一端，并与电源盒(16)一端电连接。在另一实施例中，可在上支板上设置一第一插座
(未示出)，将铜柱固定柱(12)一端与该第一插座进行电连接，然后将该第一插座与电源盒一端连接，可更方便进行插接来控制待测金属丝的通电。上述待测金属丝穿过通孔(8)和水平滑台(9)的贯穿孔自然下垂，将其另一端固定在导向柱(13)上，并与所述电源盒(16)另一端电连接。其中导向柱(13)在水平方向上与上述水平滑台有一定重合，使得水平滑台在水平方向上移动时，能够接触导向柱(13)，从而达到调整导向柱(13)偏移位置。
同样的，可以在中件支板(7)上设置一第二插座(未示出)，将导向柱(13)与该第二插座进行电连接，然后将该第二插座与电源盒另一端电连接。在导向柱(13)下方连接有一质量可调的载荷架(14)，通过在载荷架上增加或加少砝码来调整载荷。在本实施例中，导向柱(13)与采用导轨接触式在通孔中运动。在另一实施例中，导向柱(13)可采用磁柱悬浮方式在通孔中运动。
上述电源盒中设置有一电源和一下位机，下位机中安装有控制模块，并与一上位机(17)连接，上位机(17)通过通讯线与下位机通信并发送指令。电源盒可固定在上支板(3)上方或与上支板(3)分离设置，在本实施例中，电源盒与上支板分离设置，如图2所示。
在进行金属丝疲劳测试时，将金属丝分别固定在上部的铜柱固定柱(12)和导向柱(13)上，并分别与电源两端连接，使得电流经过待测试的金属丝形成导通回路。在本实施例中，待测金属丝为超细记忆合金丝，通过将待测超细记忆合金丝安装在上方的铜柱固定柱和下方的导向柱上，随后打开打开电源、上位机及下位机设置基础参数并进行初始化矫正，然后选择所需的工作波形及参数，通过改变电流波形产生不同的热量波形，模拟合金丝的使用工况。试验过程中自动保持相关试验数据，待试验结束后可使用对应的软件进行数据处理。
本发明通过改变电流波形产生不同的热量波形，实现不同应力应变波形，从而进行多模式的控制，实现了一种具有无晃动、无扭转、小摩擦力、长寿命的疲劳测试装置，从而能够适应不同工况下的疲劳试验。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种金属丝疲劳测试装置，包括：底座(1)、多个支架光轴(2)、上支板(3)，其中所述多个支架光轴(2)竖直固定在所述底座(1)上，所述上支板(3)固定设置在所述多个支架光轴(2)的顶部，其特征在于：
在所述底座(1)上的所述多个支架光轴中央位置设置有一位移传感器固定座(5)，并在其上安装一位移传感器(6)，在所述位移传感器(6)上方具有一中间支板(7)，所述中间支板(7)中央具有一通孔(8)，在所述通孔(8)竖直上方的所述上支板(3)上对应位置具有一支架(10)，所述支架(10)上设置有一拉力传感器(11)和一铜柱固定柱(12)，所述铜柱固定柱(12)固定待测金属丝一端，并与电源盒(16)一端电连接；所述待测金属丝穿过所述通孔(8)自然下垂，其另一端固定在导向柱(13)上，并与所述电源盒(16)另一端电连接。
2.如权利要求1所述的金属丝疲劳测试装置，其特征在于，所述中间支板(7)下方设置有一水平滑台(9)，所述水平滑台(9)中具有与所述通孔(8)对应的贯穿孔，所述导向柱(13)竖直穿过所述水平滑台(9)的贯穿孔。
3.如权利要求1所述的金属丝疲劳测试装置，其特征在于，所述支架(10)在竖直方向上高度可调，所述中间支板(7)可沿所述多个支架光轴(2)在竖直方向调整高度。
4.如权利要求1所述的金属丝疲劳测试装置，其特征在于，所述多个支架光轴(2)通过位于所述底座(1)上的光轴固定座(4)与所述底座(1)连接，所述多个支架光轴(2)数量为3个，在所述底座(1)上呈等边三角形或等腰三角形分布。
5.如权利要求2所述金属丝疲劳测试装置，其特征在于，所述导向柱(13)与采用导轨接触式或磁柱悬浮方式在通孔(8)中运动。
6.如权利要求1所述的金属丝疲劳测试装置，其特征在于，在所述导向柱(13)下方连接有一质量可调的载荷架(14)。
7.如权利要求1所述的金属丝疲劳测试装置，其特征在于，所述位移传感器(6)在位移传感器固定座(5)上高度可调。
8.如权利要求1所述的金属丝疲劳测试装置，其特征在于，所述中间支板(7)上具有一水平仪(15)。
9.如权利要求1所述的金属丝疲劳测试装置，其特征在于，所述电源盒中设置有一电源和一下位机，所述下位机中安装有控制模块，所述下位机连接有一上位机(17)，所述上位机(17)通过通讯线与下位机通信并发送指令。
10.如权利要求1所述的金属丝疲劳测试装置，其特征在于，所述电源盒固定在所述上支板(3)上方或与所述上支板(3)分离设置。
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