专利名称：超声弯曲疲劳实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及结构材料疲劳、耐久性测试领域，具体是一种超声弯曲疲劳实验装置。
背景技术：
疲劳失效是在交变载荷下结构件的主要失效形式，如曲轴、齿轮、连杆、弹簧、螺栓 等构件以及压力容器、车辆、飞机、海洋平台、焊接钢桥等结构的主要失效形式都是疲劳破 坏。疲劳破坏导致的工程构件失效事故占总事故的比例达80%。由于疲劳断裂发生突然， 并导致灾难性的事故，因此，材料的疲劳破坏问题一直是国内外学者和工程界研究和关心 的课题。在航空航天、汽车、铁路、核工业、机械等工业领域，一些结构零部件在工作过程中 要承受高频、低幅循环载荷作用，承受循环载荷次数高达IO9-IO11周，这种高频循环载荷虽 然应力幅值�。淦德屎芨撸纱锸Ш兆龋绕湔庵指咂�、低幅载荷与其它载荷叠加时， 造成的复合损伤会大大地加速结构部件的损坏，严重威胁到结构部件的工作安全和可靠。 所以国外在研究高速运转结构件的疲劳寿命中，特别重视低幅、超高周疲劳寿命的研究。近 几年来，有关工程材料IO7周次以上的超高周疲劳行为的研究已成为疲劳研究的一个新课 题，引起工程界的高度重视。超声疲劳(Ultrasonic Fatigue)实验技术采用共振原理，将超声发生器产生的高 频电信号通过换能器转化为同频率的振动位移输出，这种振动位移经过位移放大器放大， 将高频循环应力加载于试样，从而实现结构材料的超声高频循环加载，进而实现结构材料 的超高周疲劳性能的实验研究。超声疲劳实验技术已成为有效、可靠的获得工程材料超高 周疲劳性能的实验手段。现有的超声疲劳实验装置主要由超声发生器、换能器、高倍位移放大器、拉压疲劳 试样组成(如图1)，通过超声发生器提供激振电源和交频电信号，超声换能器将交频电信 号转换为同样频率的振动信号，高倍位移放大器将换能器输出的振动位移放大，并传递给 拉压疲劳试样，形成对试样的轴向循环应力加载。由于现有的超声疲劳实验装置没有能够 将纵向波转换为横向波的实验装置，同时，由于在现有轴向加载超声疲劳实验装置中，拉压 疲劳试样所承受的动载荷预与静载荷方向一致，不需要考虑静载荷对动载荷的影响，故在 结构上没有静载荷加力装置，所以现有技术中的轴向加载超声疲劳实验装置只能实现对疲 劳试样的轴向加载。
发明内容
为克服现有技术中存在的只能实现对疲劳试样轴向加载的不足，本发明提出了一 种超声弯曲疲劳实验装置。本发明包括低倍位移放大器、连接器、支承装置、传力器和换能器；换能器的下端 与连接器通过螺杆连接。并且换能器位于传力器内；传力器位于超声弯曲疲劳实验装置的中部；传力器包括下连接板、上连接板、传力杆和垫板，并且垫板位于传力器的顶端，上连接板和下连接板位于 传力器的下端。垫板与上连接板和下连接板之间通过传力杆固连。连接器一端穿过传力器 下端的下连接板与低倍位移放大器连接；另一端穿过上连接板，与换能器连接。支承装置位于低倍位移放大器下方；静载荷加力装置穿过垫板的中心孔与垫板固 连。支承装置为对称结构，包括压块、调节滑块、纵向调节螺钉、滑块 、支承盖、定位套 筒、定位丝杠、手柄、底座、横向调节螺钉、支承条压块、支承条和滑块固定板；两个滑块对称 的安装在底座台面的中心，两个调节滑块分别位于滑块表面的导向滑槽内；两个支承盖分 别位于底座台面的两端；定位丝杠穿过横贯底座台面的定位丝杠安装槽，并通过定位套筒 定位；支承条安装在滑块上的支承条安装槽中，压块、支承条压块分别固定支承条的两端。所述的隔离块套装在下连接板和上连接板之间的传力杆上。传力杆一端与垫板连 接，另一端先后穿过上连接板、隔离块和下连接板后，用螺母固定。所述的底座的底板中心有与实验台定位轴配合的通孔；底座的台面中心有滑块的 导向滑槽，导向滑槽的中心位置有凸出滑槽内表面的定位块，在定位块的两侧，由内向外是 相互连通的滑块的导向滑槽和定位丝杠安装槽。所述滑块的连接块位于底座的导向滑槽内，并且该连接块上有定位丝杠连接孔； 滑块的安装块表面有与连接块上的定位丝杠连接孔平行的安装调节滑块的导向滑槽，并且 该导向滑槽的中心与定位丝杠连接孔的中心在同一垂直面上；在滑块安装块表面一边，有 与导向滑槽垂直的支承条安装槽。所述的定位丝杠中部外表面有两段旋向相反的外螺纹；两段外螺纹分别与一个滑 块连接后一同安放在底座的导向滑槽中；定位丝杠两端有定位套筒的安装孔；定位丝杠的 两端套装有定位套筒，并且使定位套筒的一端面紧贴底座的侧壁；限位螺钉穿过定位套筒 侧面的定位槽，装入定位丝杠上的螺孔中；定位套筒通过内孔与定位丝杠间隙配合。所述的支承盖两侧底边的中心有半圆形的定位丝杠的过孔；在支承盖的盖表面两 端有连接孔；当定位丝杠与滑块连接并一同安放在底座的导向滑槽中后，将支承盖固定在 底座上，支承盖下表面的半圆槽与底座上表面的半圆定位丝杠安装槽，构成了支承定位丝 杠自由转动的丝杠支承座。所述的调节滑块的两侧分别有开口槽，该开口槽对称于调节滑块的中心，并且开 口方向一致；调节滑块的中心有纵向调节螺钉的安装孔。所述的压块的侧边中部有横向调节螺钉的安装孔；在横向调节螺钉安装孔的下 方、压块侧边的底部，有与压紧支承条配合的凹槽；压块上表面调节螺钉安装孔的两侧，有 中心线与横向调节螺钉安装孔的中心线相互垂直的滑块的连接孔。支承条压块上的连接孔 位于压紧支承条压紧槽的两侧。滑块与底座台面上的导向滑槽之间滑动配合；定位丝杠安 装槽的直径同定位丝杠外径。本发明应用共振原理，保证弯曲疲劳试样与超声疲劳实验系统具有相同的谐振频 率，实现不同静载荷与动载荷的复合加载。弯曲疲劳实验装置支承部分采用丝杠传动，导向 滑槽导向，从而实现弯曲疲劳试样的准确定位和加载。由于超声弯曲疲劳实验过程中系统 保持共振，因此必须准确计算各组件在20kHz振动频率下的谐振尺寸，并使弯曲疲劳试样 准确定位。在弯曲疲劳实验装置中，应设置纵向自动对心装置，以及保证横向定位的横向定位装置。纵向、横向定位装置，都由丝杠装置控制，从而实现任意几何尺寸弯曲疲劳试样的 疲劳实验。本发明的换能器、连接器、低倍位移放大器和压头构成纵向谐振系统，并通过压头 将纵向振动载荷传递到弯曲疲劳试样，使弯曲疲劳试样产生弯曲振动。弯曲疲劳试样的几 何尺寸、支承点的位置经过严格计算使其满足与纵向振动载荷同频率的弯曲谐振条件，因 而使弯曲疲劳试样产生弯曲共振。超声弯曲疲劳实验装置中，设计了连接器，传力杆与上、 下连接板、隔离块构成传力器，传力器的上、下连接板与连接器的零位移面连接，静载荷通 过连接器的零位移面施加于弯曲试样，以避免静载荷对系统振动波的影响，保证超声弯曲 疲劳系统的共振条件。超声弯曲疲劳实验支承装置中定位丝杠可实现自动调节弯曲疲劳试 样支承点的位 置，并保证弯曲疲劳试样自动对中，从而实现超声弯曲疲劳实验。本发明的连接器是根据振动波波动理论设计的。连接器上有零振动位移面，静载 荷加力装置与连接器的零振动位移面相连接，外加静载荷通过此零振动位移面，将静载荷 传递给弯曲疲劳试样，同时连接器也将动载荷传递给弯曲疲劳试样，动载荷与静载荷之间 的传递互不影响。弯曲疲劳试样设计根据横向波波动理论，设计加载点和支承点。加载点 和支承点的准确位置通过调节支承装置实现。本发明将支承条固定在滑块上，滑块内螺纹 与定位丝杠形成螺旋运动，旋转定位丝杠即可推动滑块，滑块通过螺杆传力，使其沿底座中 的导向滑槽滑动，进而确定了纵向位移。通过双向螺杆滑动装置实现弯曲试样的自动对心。 同时，本发明采用的横向定位是通过单边双导柱加螺杆侧推装置定位，压块的内螺纹与调 节螺钉形成螺旋传动，旋转调节螺钉即可推动弯曲疲劳试样，保证弯曲疲劳试样的横向定 位。支承条安装在滑块上，磨损后可卸下更换。超声弯曲疲劳实验装置的应用可有效地实现不同加载载荷、不同几何尺寸弯曲疲 劳试样的超声弯曲疲劳实验。它适于利用轴向加载超声疲劳实验机进行弯曲疲劳实验。
附图1是现有技术中的超声疲劳实验装置结构示意图；附图2是超声弯曲疲劳实验装置的结构示意图；附图3是超声弯曲疲劳实验装置的结构轴测图；附图4是两种实验装置下振动位移的分布情况，其中a是轴向加载超声疲劳实验 装置的轴向振动位移曲线，b是超声弯曲疲劳实验装置的轴向振动位移与弯曲疲劳试样弯 曲振动位移曲线；附图5是连接器的结构示意图；附图6是隔离块的结构示意图；附图7是连接板的结构示意图；附图8是垫板的结构示意图；附图9是低倍位移放大器的结构示意图；附图10是压头的结构示意图；附图11是支承装置的轴测图；附图12是支承装置的俯视图；附图13是支承装置的主视附图14是底座的结构示意图；附图15是支承盖的结构示意图；附图16是滑块的结构示意图；附图17是调节滑块的结构示意图；附图18是压块的结构示意图；附图19是支承条压块的结构示意图；附图20是定位丝杠的结构示意图；附图21是定位套筒的结构示意图；附图22是手柄的结构示意图；附图23是滑块固定板的结构示意图。其中1.拉压疲劳试样2.高倍位移放大器3.导向滑槽4.支承装置5.弯曲疲劳 试样6.低倍位移放大器7.连接器 8.下连接板9.上连接板10.换能器11.传力杆 12.垫板13.静载荷加力装置 14.隔离块 15.压头16.压块 17.调节滑块 18.纵向调节螺钉 19.滑块 20.支承盖21.定位套筒22.定位丝杠 23.手柄 24.底座 25.横向调节螺钉26.支承条压块27.支承条28.滑块固定板29.支承条安装槽30.定位丝 杠安装槽
具体实施例方式本实施例是一种超声弯曲疲劳实验装置，用于金属材料20kHz频率下的三点弯曲疲劳实验，可完成应力比R >0的弯曲疲劳实验。根据该超声弯曲疲劳试验装置中连接器 以及低倍位移放大器的设计，弯曲疲劳试样的应力幅值加载范围在250-850MPa之间。超声 弯曲疲劳试样须满足20kHz的弯曲谐振条件，弯曲疲劳试样的最小长度应大于30mm。超声弯曲疲劳实验装置包括支承装置4、弯曲疲劳试样5、低倍位移放大器6、连接 器7、换能器10、传力器、静载荷加力装置13、隔离块14和压头15。传力器为由杆件和板件 组成的框架结构，包括下连接板8、上连接板9、传力杆11、垫板12构成，位于本实施例的中 部；换能器10位于传力器内。传力器顶端的平板为安装静载荷加力装置的垫板12 ；换能器 10的下端与连接器7通过螺杆连接，连接器7穿过传力器下端的下连接板8和上连接板9， 并与低倍位移放大器6连接。支承装置4位于低倍位移放大器6下方，用于安放弯曲疲劳 试样5。静载荷加力装置为机械式拉压装置，传力器连接到静载荷加力装置上，通过传力器 将静载荷加载到弯曲疲劳试样。如图5所示。连接器7为铝合金回转体，外圆周为阶梯状，其中部外径最大，形成 了连接器7的凸缘；在凸缘的两侧，分别是不同外径的下连接板8和上连接板9的配合段。 连接器7两端端面中心分别有螺纹孔，连接器直径较小一端通过螺杆与低倍位移放大器6 螺接，较大一端通过螺杆与换能器10螺接，换能器10通过通信电缆与外接的超声发生器连 接，连接器7的几何尺寸满足20kHz沿轴向振动的谐振条件。传力器包括下连接板8、上连接板9、传力杆11和垫板12。其中，垫板12位于传力 器的顶端，上连接板9和下连接板8位于传力器的下端；垫板12与上连接板9和下连接板8之间通过三根传力杆11固连。静载荷加力装置13穿过垫板12的中心孔，并通过螺母与 垫板12固连，从而将垫板12连接到静载荷加力装置13上。垫板12为圆形板件，中心有通孔。下连接板8和上连接板9均为圆形板件，在下 连接板8和上连接板9中心有连接器7的安装通孔，并且该连接器7安装通孔的内径小于 连接器7中部外圆周上凸缘的直径。连接器7凸缘一侧的大端穿过上连接板9的中心孔， 连接器7凸缘一侧的小端穿过下连接板8的中心孔，使连接器7中部的凸缘位于下连接板 8和上连接板9之间。传力杆11的两端均有外螺纹；传力杆11的一端通过垫板12边缘的 连接孔与垫板12固连，另一端分别穿过位于下连接板8和上连接板9边缘的三个连接孔， 并用螺母固定。如图10所示。压头15为横截面近似锥形的杆件。在压头15平面的中部有连接 螺孔，通过该连接螺孔，用螺杆与低倍位移放大器6的小端端面上的螺孔相连，实现压头15 与低倍位移放大器6的连接。形成压头15锥形的锥尖部呈圆�。谄＠褪笛槭备迷不⌒蔚� 锥尖部与弯曲疲劳试样5接触。如图9所示。低倍位移放大器6是用钛合金材料加工而成的 回转体，根据实验需 求，低倍位移放大器的放大倍数为6. 3，低倍位移放大器的几何尺寸满足20kHz沿轴向振动 的谐振条件。低倍位移放大器6的外圆周为阶梯状；在低倍位移放大器两端面中心加工有 螺孔，直径小的一端通过螺杆与压头15连接，直径大的一端通过螺杆与连接器7相连接。如图6所示。三个隔离块14均为中空回转体，被套装在位于下连接板8和上连接 板9之间的各传力杆11上。隔离块14的内径略大于传力杆11的外径，当隔离块14套装 在传力杆11上后，两者之间间隙配合。隔离块14壳体的高度同连接器7凸缘的厚度。当 传力杆11与上连接板9和下连接板8连接时，通过隔离块将上连接板9和下连接板8隔离 分开。隔离块14的高度相对于连接器7凸缘厚度的公差为+0. Imm,以保证连接器7可以在 上连接板9和下连接板8之间转动。传力杆11为两端加工有螺纹的圆柱形长钢杆，传力杆一端穿过垫板12边缘上的 小孔由螺母将其与垫板12连接，另一端先后穿过上连接板9、隔离块14、下连接板8由螺母 将它们连接在一起。在传力杆11与上连接板9、隔离块14、下连接板8连接之前，应先将连 接器7的大小两端分别穿过上连接板9和下连接板8的中心孔，使得传力杆与连接板连接 的同时，将连接器7的凸缘固定在上、下两个连接板之间。在连接器7、上连接板9、隔离块 14、下连接板8以及垫板12的相对位置确定好后，用同样的3根传力杆将其连接。如图11-13所示。支承装置4为对称结构，包括压块16、调节滑块17、纵向调节螺 钉18、滑块19、支承盖20、定位套筒21、定位丝杠22、手柄23、底座24、横向调节螺钉25、支 承条压块26、支承条27和滑块固定板28。支承装置4安装在静载荷加力装置的实验台面 上，并位于实验台面的中心。定位丝杠22分别穿过两个滑块19的中心螺纹孔，并且支承在 横贯底座24台面的定位丝杠安装槽30上。两个滑块19对称地安装在底座24台面中心的 导向滑槽3内，两个调节滑块17分别位于滑块19表面的导向滑槽内。两个支承盖20分别 安装于底座24台面的两端，并且使定位丝杠22穿过支承盖20下端的半圆与底座台面两端 的半圆形定位丝杠安装槽30构成的支承座中。两个滑块19初始位置确定后，通过定位套 筒21确定定位丝杠22在底座24台面上的位置。两个支承条27分别安放于两个滑块台面 上的半圆支撑条安装槽29中，支承条的两端分别安装压块16和支承条压块26，压块16和支承条压块26将支承条固定在滑块上面的半圆支撑条安装槽29中。纵向调节螺钉18分 别穿过调节滑块17中部的螺孔安装于两个调节滑块上，横向调节螺钉25分别穿过压块16 中部的螺纹孔安装于两个压块上。两个滑块位置确定后，分别由两个滑块固定板28将滑块 固定在底座24上。如图14所示。底座24由平板和一个叵字形的台架焊接而成。在底座平板的中部 有通孔，该通孔的直径同静载荷加力装置实验台面上的定位轴直径，两者之间为间隙配合； 叵字形的台架位于平板中部、通孔的上方。叵字形台架的台面中心有沿该台面长度方向的 导向滑槽3，用于安装滑块19，并使滑块19能够在导向滑槽3内滑动。导向滑槽3的中心 位置有凸出导向滑槽3内表面的定位块，用于确定滑块的初始位置。在定位块的两侧是用 于安装滑块19的导向滑槽3，滑槽由内向外是相互连通的。底座24的导向滑槽3的宽度同 滑块19下表面连接块的宽度，两者之间为间隙配合，当滑块19的连接块安放在导向滑槽3 内时，两者之间滑动配合；定位丝杠安装槽30为圆弧形，其直径同定位丝杠22外径，两者为 间隙配合。底座24的底板上有用于将底座与静载荷加力装置实验台固定的连接孔。
如图16所示。滑块19有两个，由安装块和与之相互垂直的连接块组成，其外形呈 “T”字形。滑块19的连接块位于底座24的导向滑槽3内；在滑块19的连接块上有贯通该 连接块的定位丝杠22的连接孔。滑块19的安装块表面有与滑块的连接块上的定位丝杠22 连接孔平行的用于安装调节滑块17的导向滑槽3，并且该导向滑槽3的中心与定位丝杠22 连接孔的中心在同一垂直面上。在滑块19安装块表面一边，还有导向滑槽3垂直的圆弧形 支承条安装槽29，用于安装支承条27 ；支承条27的安装槽29贯穿滑块19安装块的宽度方向。如图20所示。定位丝杠22中部外表面有两段不连贯的外螺纹，并且两段外螺纹 旋向相反。定位丝杠22的两段螺纹分别与两个滑块19连接后，一同安放在底座24的导向 滑槽3中。当旋转定位丝杠22时，两个滑块19分别向相反的方向沿导向滑槽3移动。定 位丝杠两端的光杆部分加工有螺孔，用于安装两个定位套筒。定位丝杠的一端与手柄23连 接。装配时，将两个滑块旋入定位丝杠22中，两个滑块的连接段分别安放在底座24内的导 向滑槽3中，定位丝杠22安放在底座24上的两个半圆形定位丝杠安装槽30中，通过旋转 定位丝杠使得滑块沿底座24内的导向滑槽3移动。滑块上面的矩形槽用于安装调节滑块 17。滑块上面的半圆支承条安装槽29用于安装支承条27。滑块上销钉的位置，表示安装定 位销的销钉孔，其余8个小孔均为安装紧固螺钉的螺钉孔。如图15所示。支承盖20有两个，均为矩形带槽壳体；在支承盖20长度方向两侧 底边的中心有半圆形的定位丝杠22的过孔；在支承盖20的盖表面两端各有一个连接孔，并 且该连接孔与底座24上面的螺钉孔相对应。当定位丝杠22与滑块连接并一同安放在底座 24的导向滑槽3中后，将支承盖20通过连接螺钉安装在底座24上，支承盖下表面的半圆槽 与底座24上表面的半圆形定位丝杠安装槽30，构成了支承定位丝杠22自由转动的丝杠支 承座，用于安装定位丝杠22。如图21所示。定位套筒21有两个，均为两个侧面加工有平台的圆柱形壳体，在圆 柱形壳体侧面平台上加工有定位槽。定位套筒21的内孔为圆形，其孔径同定位丝杠22的外 径，两者为间隙配合。当定位丝杠22、滑块19以及支承盖20安装好之后，旋转定位丝杠，调 节滑块的位置，使得两个滑块的连接块分别靠紧底座24导向滑槽3中间定位块的两边，并将此时滑块的位置确定为初始位置。将两个定位套筒21分别从定位丝杠22的两端装入， 并且使定位套筒21的一端面紧贴底座24的侧壁，限位螺钉穿过定位套筒侧面的定位槽，装 入定位丝杠22上的螺孔中，限制了定位丝杠在滑槽中的轴向移动。如图17所示。调节滑块17为块状体。调节滑块17有两个，其结构相同、方向相 反。调节滑块17为对称结构，其截面呈十字形。调节滑块17的水平块的两侧分别有一个 贯通该水平块厚度的开口槽；调节滑块17沿滑块19上面的导向滑槽3移动，当调节滑块17 位置确定后，紧固螺钉穿过该开口槽将调节滑块17固定在滑块上，该开口槽沿调节滑块17 中心对称。在调节滑块17的中部，有贯通的螺纹孔；该螺纹孔与纵向调节螺钉18配合。调 节滑块17沿滑块19上面的矩形槽滑动，以调整安放弯曲疲劳试样的空间。如图18所示。压块16为块状体。压块16有2个。压块16的侧边中部有贯通的 横向调节螺钉25的安装孔；在横向调节螺钉25安装孔的下方、压块16侧边的底部，有半 圆形凹槽，用于压紧支承条27的一端。压块16的上表面有两个螺纹孔，该螺纹孔的中心线 与横向调节螺钉25安装孔的中心线相互垂直，并且分布在横向调节螺钉25安装孔的两侧。 通过压块16上表面的螺纹孔与滑块19连接。如图19所示。块状的支承条压块26亦有2个，用于压紧支承条27的另一端。支 承条压块26中心下表面有与压紧支承条27配合的圆弧形凹槽。支承条压块26上有两个 连接孔，该连接孔的中心线与压紧支承条27压紧槽的中心线相互垂直，并且分布在压紧支 承条27压紧槽的两侧，通过该连接孔将支承条压块26与滑块19连接。如图23所示。滑块固定板28为矩形块，其中部有螺纹孔，用于滑块固定板28与 滑块19的连接。当滑块19位置确定后，用紧固螺钉穿过滑块固定板28中部的螺纹孔与滑 块19连接，将滑块19通过滑块固定板固定在底座24上。支承条27安装在滑块19上的支承条安装槽29内，压块16、支承条压块26分别固 定支承条的两端。手柄23 —端加工有矩形内孔，用于连接定位丝杠，手柄23有助于定位丝杠的旋 转。纵向调节螺钉18安装在调节滑块17中部的螺孔中，安装弯曲疲劳试样5时，旋转纵向 调节螺钉18，以确定试样的纵向位置。横向调节螺钉25安装在压块16中部的螺孔中，安装 弯曲疲劳试样时，旋转横向调节螺钉，以确定试样的横向位置。超声弯曲疲劳实验时，首先将传力器连同换能器10、连接器7、低倍位移放大器6、压头15连接到静载荷加力装置上，然后将超声弯曲疲劳实验装置支承部分安装于静载荷 加力装置13的实验台面上，并将弯曲疲劳试样5安放于支承装置4的支承条27上；调节好 弯曲疲劳试样5的位置，旋转传力器上的连接器7，使得压头15的锥尖位于弯曲疲劳试样5 的中心线上，便可加力，启动疲劳实验。
权利要求
一种超声弯曲疲劳实验装置，包括低倍位移放大器(6)、连接器(7)和换能器(10)；换能器(10)的下端与连接器(7)通过螺杆连接；其特征在于，还包括支承装置(4)和传力器；并且a.换能器(10)位于传力器内；传力器位于超声弯曲疲劳实验装置的中部；传力器包括下连接板(8)、上连接板(9)、传力杆(11)和垫板(12)，并且垫板(12)位于传力器的顶端，上连接板(9)和下连接板(8)位于传力器的下端；垫板(12)与上连接板(9)和下连接板(8)之间通过三根传力杆(11)固连；连接器(7)一端穿过传力器下端的下连接板(8)与低倍位移放大器(6)连接；另一端穿过上连接板(9)，与换能器(10)连接；b.支承装置(4)位于低倍位移放大器(6)下方；静载荷加力装置(13)穿过垫板(12)的中心孔与垫板(12)固连；c.支承装置(4)为对称结构，包括压块(16)、调节滑块(17)、纵向调节螺钉(18)、滑块(19)、支承盖(20)、定位套筒(21)、定位丝杠(22)、手柄(23)、底座(24)、横向调节螺钉(25)、支承条压块(26)、支承条(27)和滑块固定板(28)；两个滑块(19)对称的安装在底座(24)台面的中心，两个调节滑块(17)分别位于滑块(19)表面的滑槽内；两个支承盖(20)分别位于底座(24)台面的两端；定位丝杠(22)穿过横贯底座台面的定位丝杠安装槽，并通过定位套筒(21)定位；支承条(27)安装在滑块(19)上，压块(16)、支承条压块(26)分别固定支承条的两端。
2.如权利要求1所述一种超声弯曲疲劳实验装置，其特征在于，隔离块(14)套装在下 连接板(8)和上连接板(9)之间的传力杆(11)上；传力杆一端与垫板(12)连接，另一端先 后穿过上连接板(9)、隔离块(14)和下连接板(8)后固定。
3.如权利要求1所述一种超声弯曲疲劳实验装置，其特征在于，底座(24)的底板中心 有与实验台定位轴配合的通孔；底座(24)的台面中心有滑块(19)的导向滑槽(3)，导向滑 槽(3)的中心位置有凸出滑槽内表面的定位块，在定位块的两侧，由内向外是相互连通的 用于安装滑块(19)的导向滑槽(3)和定位丝杠安装槽(30)。
4.如权利要求1所述一种超声弯曲疲劳实验装置，其特征在于，滑块(19)的连接块位 于底座(24)的导向滑槽(3)内，并且该连接块上有定位丝杠(22)连接孔；滑块(19)的安 装块表面有与连接块上的定位丝杠(22)连接孔平行的调节滑块(17)的安装槽，并且该安 装槽的中心与定位丝杠(22)连接孔的中心在同一垂直面上；在滑块(19)安装块表面一边， 有与调节滑块(17)安装槽垂直的支承条安装槽(29)。
5.如权利要求1所述一种超声弯曲疲劳实验装置，其特征在于，定位丝杠(22)中部外 表面有两段旋向相反的外螺纹；两段外螺纹分别与一个滑块(19)连接后一同安放在底座 (24)的导向滑槽(3)中；定位丝杠两端有定位套筒的安装孔；定位丝杠(22)的两端套装有 定位套筒(21)，并且使定位套筒(21)的一端面紧贴底座(24)的侧壁；限位螺钉穿过定位 套筒侧面的定位槽，装入定位丝杠(22)上的螺孔中；定位套筒(21)通过内孔与定位丝杠 (22)间隙配合。
6.如权利要求1所述一种超声弯曲疲劳实验装置，其特征在于，支承盖(20)两侧底边 的中心有半圆形的定位丝杠(22)的过孔；在支承盖(20)的盖表面两端有连接孔；当定位 丝杠(22)与滑块连接并一同安放在底座(24)的导向滑槽(3)中后，将支承盖(20)固定在 底座(24)上，支承盖下表面的半圆槽与底座(24)上表面的半圆形定位丝杠安装槽(30)，构成了支承定位丝杠(22)自由转动的丝杠支承座。
7.如权利要求1所述一种超声弯曲疲劳实验装置，其特征在于，调节滑块(17)的两侧 分别有开口槽，该开口槽对称于调节滑块(17)的中心，并且开口方向一致；调节滑块(17) 的中心有纵向调节螺钉(18)的安装孔。
8.如权利要求1所述一种超声弯曲疲劳实验装置，其特征在于，压块(16)的侧边中部 有横向调节螺钉(25)的安装孔；在横向调节螺钉(25)安装孔的下方、压块(16)侧边的底 部，有与压紧支承条(27)配合的凹槽；压块(16)上表面调节螺钉(25)安装孔的两侧，有中 心线与横向调节螺钉(25)安装孔的中心线相互垂直的滑块(19)的连接孔。
9.如权利要求1所述一种超声弯曲疲劳实验装置，其特征在于，支承条压块(26)上的 连接孔位于压紧支承条(27)压紧槽两侧。
10.如权利要求4所述一种超声弯曲疲劳实验装置，其特征在于，滑块(19)与底座 (24)台面上的导向滑槽(3)之间滑动配合；定位丝杠安装槽的直径同定位丝杠(22)的外 径。
全文摘要
一种超声弯曲疲劳实验装置，换能器位于传力器内，并与连接器连接。传力器位于本发明的中部；传力器的垫板与上连接板和下连接板之间通过传力杆固连。连接器一端穿过传力器下端的下连接板与位移放大器连接；另一端穿过上连接板，与换能器连接。支承装置位于位移放大器下方；静载荷加力装置穿过垫板的中心孔与垫板固连。本发明的换能器、连接器、位移放大器和压头构成纵向谐振系统，并通过压头将纵向振动载荷传递到弯曲疲劳试样，使弯曲疲劳试样产生弯曲振动。定位丝杠能实现自动调节弯曲疲劳试样支承点的位置，从而实现超声弯曲疲劳实验，能实现不同加载载荷、不同几何尺寸试样的超声弯曲疲劳实验，适于利用轴向加载超声疲劳实验机进行弯曲疲劳实验。
文档编号G01N3/20GK101819114SQ20101016223
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者薛红前 申请人:西北工业大学
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
