[实用新型]一种搭接接头微动实验装置

说明书

本实用新型公开了一种搭接接头微动实验装置，包括支撑架、三轴力称重传感器、固定样品、移动样品、预紧力调节件、压力促动器和位移测量机构，三轴力称重传感器固定在支撑架上；固定样品固定设置于三轴力称重传感器的上表面，且设有固定样品工作面；移动样品位于固定样品的正上方，固定样品的上表面和移动样品的下表面平行，且设有移动样品工作面，移动样品工作面和固定样品工作面通过预紧力螺栓连接；压力促动器垂直位于移动样品的上方，在压力促动器的作用下，移动样品和固定样品之间发生位移；位移测量机构用于测量移动样品和固定样品之间的相对位移量。真实模拟了两个平面发生微动时的受力与位移分析，实验结果精准可靠。

技术领域

本实用新型属于微动运动分析技术研究领域，尤其涉及一种搭接接头微动实验装置。

背景技术

一些机械组件使用螺栓连接，螺栓连接的一个显著优点是可以轻松组装和拆卸。当两个接触的表面经受周期性小幅度切向载荷时，沿着接触界面的这种小的振动位移会导致材料由于磨损而失效，或者由于循环接触应力而导致裂纹的产生，这种小幅度切向运动称为微动。由包含搭接关节的结构部件上的振动引起的振动负载可能会在连接界面上引起较小的振动位移，在这些负载条件下，接触件可能会表现出粘着、局部滑移或整体滑移行为。在粘着状态下，接触表面之间的相对位移非常小，切向力(界面摩擦力)与切向位移几乎是线性关系。在整体滑移状态下，位移较大，并且切向力已饱和到最大摩擦力。局部滑移是这两种状态之间的过渡阶段。微动会导致裂纹成核和磨损碎屑，进而降低接合部件的整体运行。而且，搭接界面的微动过程中打滑是能量损失的主要来源，也是阻尼的主要来源。据估计，螺栓连接的阻尼引起的能量损失约占总能量损失的90％。

众所周知，即使位移幅度在亚微米范围内，也会导致磨损损坏。当组件的功能降低或由于引起的材料损坏而缩短其使用寿命时，在严重的情况下，物质损坏会引发或促进其它故障机制。尤其是在对具有粗糙表面的预加载接头施加低振幅的振荡切向力或位移时，在内部接触区域的边缘保持接触的同时，滑动会在接触区域的边缘发生。随着切向力的增加，滑动区域将向内扩展。当切向力接近动摩擦力时，粘附区域消失，界面处在相对滑动的临界点。因此，微动就成为了研究的重要方面。

受精度影响，目前在国内微米级搭接微动实验台较少。在微动搭接接头实验中，切向载荷通常是由受控位移或受控力施加在接触平面的一侧，而摩擦力是从相对侧测量的。此外，应准确知道接触面相对于彼此的位移，以充分确定微动响应。

现有技术中，采用图1所示的装置进行紧固件横向振动试验方法，精度达不到微米级；另外有文献测距是用的电涡流位移式传感器，是利用磁场的原理探测距离，容易受到噪音干扰，并且只有模拟量输出。也有的是用加速度计来测量移动端平面的位移，没办法测量移动端和固定端的相对位移，并且要经过换算才能将加速度转化成位移，降低位移数据的精度，国内搭建这个实验台的实验室也极少。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种搭接接头微动实验装置，该装置结构简单，易于装配，操作容易，能够进行各种不同预紧力与不同规格材料试样的微动应力实验，控制与测量精度高，实验数据精确可靠，重复性好。

为达到上述目的，本实用新型提供一种搭接接头微动实验装置，包括支撑架、三轴力称重传感器、固定样品、移动样品、预紧力调节件、压力促动器和位移测量机构，

所述三轴力称重传感器固定在所述支撑架上；

所述固定样品固定设置于所述三轴力称重传感器的上表面，且在所述固定样品上设有固定样品工作面；

所述移动样品位于所述固定样品的正上方，所述固定样品的上表面和所述移动样品的下表面平行，且在所述移动样品上设有移动样品工作面，所述移动样品工作面和所述固定样品工作面通过所述预紧力调节件连接；

所述压力促动器垂直位于所述移动样品的上方，且所述压力促动器的与所述移动样品连接，在所述压力促动器的作用下，所述移动样品和所述固定样品之间发生位移；