[发明专利]镍基单晶小试样疲劳试验系统及方法

说明书

本公开提供了一种镍基单晶小试样疲劳试验系统及方法，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。

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系统及方法。

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系统进行疲劳实验。

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系统及方法，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：