[发明专利]超声振动条件下的金属循环加载装置

权利要求书

1.一种超声振动条件下的金属循环加载装置，其特征在于，包括：设置于万能试验机中的超声设备固定装置、设置于其中的超声装置以及设置于超声装置上的试样固定装置，其中：试样固定装置与万能试验机的上夹头相连，待测试样设置于试样固定装置内部；

所述的金属循环加载装置上设有信号传输装置，该信号传输装置包括：超声波发生器、超声波换能器、超声波变幅杆，其中：超声波发生器与超声波换能器相连将交流电信号转换成超声振动信号，超声波换能器与超声波变幅杆相连将超声振动信号细化成轴向振动超声信号；

所述的试样为圆柱型试样，其上端由试样上夹具和固定试样上端套件，配合固定、下端由超声变幅杆和固定试样下端套件，配合固定、中间循环加载处由固定试样下端套件，进行抗弯保护；

所述的试样固定装置包括：依次固定连接的试样上夹具、上端套件和下端套件，其中：试样上夹具与万能试验机上夹头固定连接，下端套件与超声装置的上端面相接触，试样设置于下端套件中。

2.根据权利要求1所述的超声振动条件下的金属循环加载装置，其特征是，所述的超声设备固定装置包括：用于设置超声装置的固定底座以及固定法兰盘，其中：固定法兰盘设置于固定底座的上端并与位于固定底座内部的超声装置相卡接。

3.根据权利要求2所述的超声振动条件下的金属循环加载装置，其特征是，所述的固定底座包括：内部镂空的三段阶梯轴；

所述的固定法兰盘包括：上、下两个端面，其中：两个端面之间采用螺栓固定。

4.根据权利要求1所述的超声振动条件下的金属循环加载装置，其特征是，所述的超声波发生器输出的超声频率在19.6KHz～20.5KHz范围以保证超声变幅杆提供竖直轴向方向上的超声振动。

5.根据权利要求1所述的超声振动条件下的金属循环加载装置，其特征是，所述的超声波换能器和超声波发生器之间设有反馈装置以对变幅杆工具端进行实时频率反馈，防止频率超出轴向振动频率范围从而引起整体同轴度失稳。

6.根据权利要求1所述的超声振动条件下的金属循环加载装置，其特征是，所述的超声波变幅杆包括：位于两端的阶梯轴结构、以及位于中部、用于与法兰盘固定的外凸圆环状结构，其中：第一阶梯轴结构的直径小于第二阶梯轴结构。

7.根据权利要求1所述的超声振动条件下的金属循环加载装置，其特征是，所述的试样上夹具包括：用于夹持的扁头部分和用于定位的圆柱形凹槽部分，其中：扁头部分与万能试验机上夹头夹持固定，下端圆柱形凹槽部分与试样的上端同心定位；

所述的上端套件包括：相对设置的一对分瓣结构，其中：分瓣结构组合成圆柱体且内部设有阶梯孔结构；

所述的下端套件包括：竖直相对设置且与超声变幅杆的形状相匹配的固定试样下端、以及试样保护夹具；

所述的下端套件与分瓣结构、结构相匹配，区别在于固定试样下端与试样保护夹具为一体式结构，固定试样下端与试样保护夹具同样为一体式结构。

8.根据权利要求7所述的超声振动条件下的金属循环加载装置，其特征是，所述的试样保护夹具的内部设有匹配圆柱型试样的凹槽，同样为分瓣式结构，并通过螺栓紧固，在循环加载过程中可有效防止试样失稳。

9.根据权利要求1或7所述的超声振动条件下的金属循环加载装置，其特征是，所述的万能试验机上夹头包括：用于固定试样上端与万能试验机的夹持固定试样上夹具，该夹持固定试样上夹具与上夹头接触部分的结构为扁头结构以便于万能试验机上夹头与试样连接，夹持固定试样上夹具与试样接触部分的结构为圆柱头结构，在圆柱头表面开有凹槽，与上端套件、配合进行试样的固定。