[发明专利]一种双轴加载微动疲劳试验系统及方法

权利要求书

1.一种双轴加载微动疲劳试验系统，包括电液伺服双轴加载装置、微动疲劳加载装置、液压油源、电控系统以及上位机；其特征在于，所述电液伺服双轴加载装置设置有试验机承力框架、水平导轨、水平轴作动器和垂直轴作动器；所述的微动疲劳加载装置包括微动垫的水平加载装置、试件的垂直加载装置以及摩擦力采集装置；

所述微动垫的水平加载装置包括水平轴向力传感器、水平加载滑块、水平加载滑轮支架、水平加载滑轮、微动垫夹具、水平支反力滑轮、水平支反力滑块和水平支反力横梁，所述水平加载滑块和水平支反力滑块均贯穿在水平导轨上，所述水平加载滑块与水平轴作动器的液压杆连接，所述水平轴向力传感器与水平加载滑块用螺栓紧固连接，设置在朝向水平支反力滑块的一侧表面，两个水平加载滑轮与水平加载滑轮支架用滚动轴承连接，与所述微动垫夹具形成滚动接触；

所述试件的垂直加载装置包括垂直轴向力传感器、上液压夹头和下液压夹头，所述上液压夹头和下液压夹头位于同一竖直轴线上，用于夹持试件，所述垂直轴作动器的液压杆的末端与上液压夹头连接，所述下液压夹头的下方设置有支撑杆，所述垂直轴向力传感器与支撑杆连接；

所述摩擦力采集装置包括摩擦力传感器连接杆、摩擦力传感器、T型滑块和摩擦力传感器支架，所述摩擦力传感器的顶面与摩擦力传感器连杆采用螺纹连接，底面与所述T型滑块采用螺栓连接，T型滑块通过设置在摩擦力传感器支架上的T型槽与其连接；

所述水平支反力滑块朝向试件的一侧设置有水平支反力滚轮，另一侧与所述的水平支反力横梁连接，所述水平支反力滑块一侧为两平行带孔U型板结构，所述水平支反力滚轮置于两U型板之间，且通过滚动轴承与水平支反力滑块相连并能够自由旋转；

所述水平支反力横梁、水平支反力滑块和水平支反力滑轮组成支反力系统用以平衡所述水平轴作动器对试件的法向载荷且水平支反力滚轮与微动垫的圆心或中心线在同一水平线上；

所述摩擦力传感器的下方通过螺栓与T型滑块紧固连接，所述摩擦力传感器支架的顶部开设有T形槽，通过该T形槽与T形滑块连接，T形滑块与T型槽为精密配合耦件，并采用石墨润滑，滑动方向与水平导轨平行，摩擦力传感器支架的底部通过螺栓与所述试验机承力框架紧固连接，所述摩擦力传感器的上方与摩擦力传感器连杆采用螺纹连接，摩擦力传感器连杆的顶部与微动垫夹具采用螺纹连接，通过摩擦力传感器连杆将微动垫与试件的摩擦力传递给摩擦力传感器。

2.根据权利要求1所述的一种双轴加载微动疲劳试验系统，其特征在于，所述电液伺服双轴加载装置包括试验机承力框架、水平导轨、水平轴作动器和垂直轴作动器，所述试验机承力框架呈中空的矩形框架结构， 4条水平导轨通过螺栓紧固安装在试验机承力框架上，形成两两平行的水平向框架结构，所述的水平轴作动器通过螺栓紧固安装在试验机承力框架的侧面，所述垂直轴作动器通过螺栓紧固安装在试验机承力框架上方，两作动器的轴线成90°相互垂直放置。

3.根据权利要求1所述的一种双轴加载微动疲劳试验系统，其特征在于，所述微动垫夹具在朝向试件一侧中心位置开有矩形槽，并在垂直方向加工螺纹通孔，微动垫安装在矩形槽内，通过垂直方向上的压紧螺栓将微动垫与微动垫夹具固定。

4.根据权利要求1所述的一种双轴加载微动疲劳试验系统，其特征在于，所述水平加载滑块朝向试件的一侧与水平轴向力传感器通过螺栓紧固连接，水平轴向力传感器朝向试件的一侧与水平加载滑轮支架连接，所述水平加载滑轮支架采用滚动轴承与上下两个水平加载滑轮连接并保证其能够自由旋转，所述水平加载滑轮与微动垫夹具形成滚动接触。

5.根据权利要求1所述的一种双轴加载微动疲劳试验系统，其特征在于，所述水平导轨有四根，所述水平支反力滑块和水平加载滑块均呈规格一致的矩形形状，四根水平导轨分别从水平支反力滑块和水平加载滑块的四个拐角处的圆孔处穿过，水平导轨起到为两滑块导向的作用，水平支反力滑块可带动安装在其上的水平支反力滑轮沿水平方向自由滑动，水平加载滑块可带动安装在其上的水平轴向力传感器、水平加载滑轮支架和水平加载滑轮沿水平方向自由滑动。