[发明专利]一种供N个金属试样同时做疲劳试验的机械联动测试机

说明书

技术领域

本发明属于疲劳试验机技术领域，尤其涉及到一种供N个金属试样同时做疲劳试验的机械联动测试机，所述N为正整偶数。

背景技术

疲劳试验机主要用于模拟金属材料在实际使用过程中的受力状态，并针对金属材料所制成的试样结构进行疲劳检测试验，其目的就是检测其疲劳强度，从而用于评估该金属材料的实际使用寿命。

目前，国内外生产的疲劳试验机种类较多，尤以电液伺服疲劳试验机和高频疲劳试验机为主，前者主要是利用伺服阀，将数字模拟和模拟数字等电信号转变成液压信号，从而控制试验机进行疲劳试验。后者主要是利用谐振电路和感应线圈所产生的电磁振荡原理控制试验机，并进行高频疲劳试验。

上述试验机又根据加载方式的不同，分为轴向、旋转弯曲、悬臂弯曲、扭转等多种形式的试验机。还有一些单位结合自身行业特点与试验机厂家联合，制作出了适合于对自身产品进行疲劳寿命检测的专用疲劳试验机。

上所述试验机存在如下问题：

1、结构复杂，对于电液伺服疲劳试验机而言，整个试验机分三部分组成，主机系统、液压系统、电气控制系统。高频疲劳试验机主要分为两个部分，主机系统和电气控制系统；

2、能源消耗大，对于疲劳试验而言，从试验样品上机直到其破坏失效，所用时间周期较长。对于电液伺服疲劳试验机而言，即便是小吨位的，其功率也得几十千瓦；

3、一机一样，上述疲劳试验机在试验时，每次只能装卡一个试研样品；

4、对于高频试验机而言虽然能源消耗不大，但试验时产生的高频噪音对试验人员造成的伤害较大；

5、价格昂贵，即便是国产的疲劳试验机，也得几十万元。

怎样才能制作出一台即便宜又节能又省时的疲劳试验机？从降低造价的角度出发，机械疲劳试验机无疑是最好的选择。

制作机械疲劳试验机存在以下难点：

一、动力传动系统如何实现？

二、N个金属试样如何夹持固定？

三、试验应力如何施加？

四、试验频率如何实现？

五、施加在金属试样上的应力如何检测等。

船舶常年航行于海上，使得船体结构钢也常年处在海浪的颠簸和冲击之下，这种颠簸和冲击，久而久之就会造成船体钢板的疲劳损伤。而模拟船用钢板在海况条件下的疲劳检测试验，从而评估其使用寿命，这就要求被测材料试样的尺寸要足够大，同时考虑到海浪对船体的颠簸和冲击为每分钟12周次，换算成频率就是0.2Hz/秒，这样也就使得其疲劳试验极为耗时。对于一般小吨位的疲劳试验机，无法进行大尺寸试样的疲劳试验，用大吨位的疲劳试验机进行试验，在频率为0.2Hz/秒的情况下，水电的消耗将是极大的。而且对于一次只能装一个材料试样的电业伺服疲劳试验机而言其试验周期也是相当长的。

发明内容

为了便于对船用钢板的N个同类金属试样同时进行疲劳试验，本发明设计了一种供N个金属试样同时做疲劳试验的机械联动测试机，该机械联动测试机结构简单，同时能装卡N个同类材料试样，没有复杂的液压循环系统和电气控制系统，只由一台电动机提供动力，既节省了能耗，又提高工了作效率，可以实现船用钢板及焊缝在低频率状态下的疲劳寿命检测，从而验证和模拟船用钢板在受到弯曲应力或弯曲应变状态下的疲劳寿命，也为我国船舶工业以及国防科技建设提供了准确可靠的试验依据。

 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种供N个金属试样同时做疲劳试验的机械联动测试机，所述N为正整偶数，该机械联动测试机包括电机、第一联轴器、蜗轮蜗杆减速器、第二联轴器、小齿轮、大齿轮、偏心装置、试样夹、摆轴、载荷传感器、从动轴以及主动轴，其中偏心装置含传动轴、法兰盘、偏心轮、摆臂以及轴承。蜗轮蜗杆减速器通过小齿轮与大齿轮实行两级传动；

根据海浪对船体的颠簸和冲击次数为每分钟12周次，设定疲劳试验机的试验频率为0.2Hz/秒，所述试验频率反映在偏心装置的设定转速r=12转/min，金属试样所能承受的最大作用力设定为F，偏心装置的最大调整间距设定为L，设定N个试样夹具，总传动效率设定为η，则电机功率P=N×                                                ×n/9550η，其中：蜗轮蜗杆减速器设定的速比为，小齿轮的齿数设定为，大齿轮的齿数设定为，小齿轮的模数与大齿轮的模数匹配，传动比=/，电机转速n=r××，扭矩T=F×L；

本发明的特征如下：