[发明专利]一种高频振动下疲劳裂纹检测系统及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及疲劳检测技术领域，尤其涉及一种高频振动下疲劳裂纹检测系统及检测方法。

背景技术

振动疲劳试验是通过测量试件在所施加交变载荷的作用下若干载荷循环数及及裂纹出现时间或者裂纹对应长度，得出相应的疲劳寿命、裂纹扩展速率以及材料的疲劳寿命特性。

现有的疲劳裂纹检测手段主要有直观检测法和间接无损检测法两类。直观检测法有目测法、渗透检测技术、磁粉检测技术等，其中目测法是最为传统的方法，在承受疲劳载荷振幅较大、加载频率较高时，存在试验过程中难以读数的问题，需停机测量，测量精度较低，易受人为因素影响，而且如果想实现实时在线观察，则需动用较多的人力。测试试样在以一定的频率振动时的图像，如果振动频率较低时，眼睛即使能够辨识清，但是非常容易产生视觉疲劳，而频率较高时，人眼根本无法辨识清楚。其他检测方法也都不同程度地存在一些问题，比如操作繁琐、精度不高、抗干扰性差和不易实现自动记录等。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有技术中试样在高频振动下的疲劳裂纹无法精确检测的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高频振动下疲劳裂纹检测系统，包括振动试验台、闪频仪、摄像组件以及图像处理模块；所述振动试验台上设有用于安装试样的夹具；所述闪频仪用于产生与所述振动试验台振动频率一致的闪频光源；所述摄像组件用于采集所述试样的图像，且所述摄像组件可与所述试样相对运动调节所述摄像组件与所述试样的相对位置；所述图像处理模块用于处理所述摄像组件采集的图像。

根据本发明，还包括控制模块，所述控制模块用于根据所述图像处理模块的处理结果控制所述振动试验台停止振动。

根据本发明，所述控制模块还用于根据所述振动试验台的振动频率调节所述闪频仪的频率。

根据本发明，还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于储存所述图像处理模块处理后的图像数据以及图像的采集时间。

根据本发明，还包括用于调整所述摄像组件位置的调整装置，所述调整装置包括X轴运动单元、Y轴运动单元和Z轴运动单元。

根据本发明，所述X轴运动单元包括第一支撑架、设于所述第一支撑架下方的滚轮以及与所述滑块相配合的滑轨；所述Z轴运动单元包括第二支撑架、滚珠丝杠副以及设于所述第一支撑架上的电机，所述电机与所述滚珠丝杠副连接，用于驱动所述第二支撑架上下运动；所述Y轴运动单元包括设于所述第二支撑架上的伸缩杆，所述摄像组件设于所述伸缩杆的活动端。

根据本发明，所述第二支撑架包括水平设置的支撑平台和竖直设置在所述支撑平台上的支撑板，所述支撑板上设有通孔，所述伸缩杆穿过所述通孔，且通过顶丝固定，所述伸缩杆穿过所述通孔的固定端设有配重物。

根据本发明，所述闪频仪与所述摄像组件均固定在所述伸缩杆上。

本发明还提供了一种上述的高频振动下疲劳裂纹检测系统的检测方法，包括以下步骤：

S1，调整摄像组件与试样的相对位置；

S2，驱动试样以设定的振动频率振动；

S3，调整闪频仪的频率与振动试验台的振动频率一致；

S4，图像处理模块对摄像组件采集的图像进行处理，测量裂纹扩展长度。

根据本发明，该检测方法还包括步骤S5，控制模块根据图像处理模块的处理结果控制试样的振动停止。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本发明实施例提供的高频振动下疲劳裂纹检测系统通过设置频闪频率与试样振动频率一致的闪频仪，高频运动的试样看起来是缓慢运动或者相对静止的，使得摄像组件能够清楚地实时记录高振动频率下的振动疲劳裂纹试验样品裂纹出现情况，并且，通过图像处理模块可以精确地记录裂纹出现时间、精确地测量裂纹扩展的长度，实现自动分析判断和实时监控试验进度。同时，在一定程度上减少试验人员的工作量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高频振动下疲劳裂纹检测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的高频振动下疲劳裂纹检测系统的工作原理示意图。

图中：1：试样；2：振动试验台；3：闪频仪；4：摄像组件；5：图像处理模块；6：滑轨；7：滚轮；8：第一支撑架；81：导轨；9：电机；10：第二支撑架；101：支撑杆；102：限位杆；103：支撑平台；104：支撑板；11：丝杠；12：螺母；13：伸缩杆；15：配重物；16：液压作动器；17：泵站；18：控制模块。