疲勞試驗裝置及用於緩衝杆向振動的緩衝件的製作方法

2023-07-11 14:06:46 4

專利名稱：疲勞試驗裝置及用於緩衝杆向振動的緩衝件的製作方法
技術領域：
本發明涉及力學測試系統，具體涉及用於測試機械結構件的疲勞強度的設備。
背景技術：
在機器製造領域，尤其是大型機械，總是需要對其中的結構件進行疲勞試驗，以確 保所製造的機械複合相關領域的性能指標或者提供更好的使用性能和更長的使用壽命。在 疲勞試驗中，經常需要對測試件進行各種加載試驗，就是說，將不同的測試系統同時連接在 該測試件上。例如，為了測試直升機的主旋翼杆、尾旋翼杆或承力機匣等零部件的疲勞強 度，將多路控制加載機構連接在測試件上，這多個加載機構同時協調向測試件施加特定波 形的扭力、彎矩、壓力和拉力。但是這種多路加載會出現試驗系統的激振現象，激振的出現 會嚴重影響對預定的輸入參數的控制和測試結果的準確性。為了儘可能降低激振，目前通 常的做法是通過調節控制系統PID參數和調整配置液壓系統來應對。但是這種調節和調整 配置的效果是有限的，而且具有不確定性，不能可靠地消除激振對控制系統的幹擾，而且經 常要降低試驗頻率，延長試驗周期，且不容易得到較好的加載波形。

發明內容
為了避免疲勞試驗加載系統的激振現象給系統帶來的幹擾，本發明提供一種疲勞 試驗裝置以及其使用的緩衝件。該疲勞試驗裝置包括作動器，提供試驗載荷；載荷傳感器，用於檢測載荷；以及 彈性緩衝件，設置在所述作動器和載荷傳感器之間。通過本發明中的吸振裝置——緩衝件，可以緩衝吸收系統在載荷加載過程中的高 頻激振，從而穩定試驗加載系統。


構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實 施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1示出用於本發明疲勞測試裝置的一種典型例的局部示意圖；圖2示出圖1所示實施例中使用的緩衝連接件的示意圖；圖3a和北是另一種緩衝連接件的示意圖，其中圖3a是側視圖，圖北是正視圖。
具體實施例方式在本發明的一般方面，在連接作動器與測試件的杆中設置一個緩衝件，該緩衝件 將該杆斷開。換句話說，該緩衝件分別與該杆的兩個段固定連接，將原加載杆杆向的剛性大 大降低，從而提供振動緩衝。如圖1所示，本發明的疲勞試驗機包括力傳感器1和作動器2，傳感器1設置在用 於連接測試件3的第一桿4上，第二桿5的一端固定連接至作動器2，另一端通過緩衝件6與第一桿4連接。用於本發明的緩衝件可以取多種結構。圖2是其中的一種優選實施方式。該緩衝 件包括彈性環61和在該環上相對設置的兩個連接端頭62、63，該連接端頭與第一桿4和第 二桿5螺紋連接。在採用該金屬環形式的緩衝件的情況下，可以對環的連接部進行變型，例如，其可 以與第一桿和第二桿實現擋銷連接，即將連接端頭62、63套接於第一桿4和第二桿5，然後 用擋銷固定。通常情況下，該金屬環是用鋼製成。可以對環61的寬度、厚度和周長進行選擇，使 其提供適宜的撓度以及足夠的強度，其杆向撓度應該可以為該路載荷提供足夠的彈性緩衝 與吸振。在圖2示出的實施例中，該彈性環61是大致的長方形，其相比於圓形具有更大的 彈性。圖3示出另一種緩衝件，包括第一板64、與第一板形狀及尺寸相同的第二板65、以 及至少三個連接件66，連接件66臨近第一板64和第二板65邊沿設置，將第一板64和第二 板65隔開一預定距離並固定連接。連接件66包括螺杆661和螺母662，以及支撐件663， 支撐件663穿設於螺杆661並支撐在第一板64和第二板65之間。圖3中的第一板和第二 板是正方形，四個連接件66分別設置在四個角。該連接板也可以是長方形、圓形和三角形。 連接件的數目可以根據需要而變化。在圖3示出的實施方式中，連接部為位於兩個板64、65中央的穿孔61、62，該穿孔 具有內螺紋，用於與第一桿和第二桿螺接。在變型例中，第一板64、第二板65通過焊接分別 與第一桿4和第二桿5連接，或者與它們一體成型。在另外的變型例中，連接件66通過焊 接連接在第一板和第二板之間。同樣地，對第一板、第二板的材質、厚度、大小加以選擇，以提供適宜的強度和撓 度，其杆向撓度應該可以為該路載荷提供足夠的彈性緩衝與吸振。作為舉例，在採用圖3示 出的正方形板的情況下，可以依據下面的公式進行上述選擇
P最大應力(中心處)
權利要求
1.一種疲勞試驗裝置，包括 作動器O)，提供試驗載荷； 載荷傳感器(1)，用於檢測載荷，其特徵在於，還包括設置在所述作動器( 和載荷傳感器之間的彈性緩衝件(6)。
2.根據權利要求1所述的疲勞試驗裝置，其特徵在於所述載荷傳感器(1)的一端通過第一桿(4)與所述彈性緩衝裝置的第一側的第一連接 部(6 連接，另一端連接試驗件(3)，所述作動器( 通過第二桿(5)與所述彈性緩衝裝置的第二側的第二連接部(63)連接。
3.根據權利要求2所述的疲勞試驗裝置，其中，所述緩衝部(61)為彈性環，所述第一連 接部(6 和第二連接部(6 均為與所述彈性環一體成型的連接頭，並分別與所述第一桿 (4)和第二桿(5)螺紋連接。
4.根據權利要求1所述的疲勞試驗裝置，其中，所述緩衝件(6)包括 第一板(64)；第二板(6 ；與所述第一板相對設置；以及多個連接件(66)，鄰近所述第一板(64)和第二板(6 邊沿設置，將所述第一板(64) 和第二板(65)隔開一預定距離並固定連接，其中，所述第一連接部(6 和第二連接部(6 分別位於所述第一板(64)和第二板 (65)的中心位置。
5.根據權利要求4所述的疲勞試驗裝置，其中，所述連接件(66)包括螺杆(661)和螺 母(662)，以及支撐件(663)，所述支撐件(663)穿設於所述螺杆(661)並支撐在所述第一 板(64)和第二板(65)之間。
6.一種用於緩衝杆向振動的緩衝件，其特徵在於包括緩衝部(61)，以及設於緩衝部 (61)上的第一連接部(6 和第二連接部(63)，所述第一連接部(6 和第二連接部(63) 用於與外部的第一桿(4)和第二桿(5)固定連接。
7.根據權利要求6所述的緩衝件，其中，所述緩衝部(61)為彈性環，包括平行布置的第 一壁板和第二壁板以及連接所述第一壁板和第二壁板的兩個側壁板，所述第一連接部和第 二連接部分別形成在所述第一壁板和第二壁板上。
8.根據權利要求7所述的緩衝件，其中，所述第一連接部(6 和第二連接部(6 為與 所述彈性環一體成型的連接端頭，所述連接端頭與所述第一桿(4)和第二桿( 螺紋連接。
9.根據權利要求6所述的緩衝件，其中，所述緩衝部(61)包括 第一板(64)；第二板(65)，與所述第一板形狀及尺寸相同；以及至少三個連接件(66)，鄰近所述第一板(64)和第二板(6 邊沿設置，將所述第一板(64)和第二板(65)隔開一預定距離並固定連接，其中，所述第一連接部(6 和第二連接部(6 分別位於所述第一板(64)和第二板(65)的中心位置。
10.根據權利要求9所述的緩衝件，其中，所述連接件(66)包括螺杆(661)和螺母 (662)，以及支撐件(663)，所述支撐件(66 穿設於所述螺杆(661)並支撐在所述第一板(64)和第二板(65)之間。
11.根據權利要求7至10任一項所述的緩衝件，其中，所述緩衝部由鋼製成。
全文摘要
本發明提供一種疲勞試驗裝置以及其使用的緩衝件。該疲勞試驗裝置包括作動器，提供試驗載荷；載荷傳感器，用於檢測載荷；以及彈性緩衝件，設置在所述作動器和載荷傳感器之間。通過本發明中的吸振裝置——緩衝件，可以緩衝吸收系統在載荷加載過程中的高頻激振，從而穩定試驗加載系統。
文檔編號G01N3/32GK102062714SQ20101058604
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月13日 優先權日2010年12月13日
發明者李海平, 林利勝, 許煉, 陳建初, 高潔 申請人:中國航空動力機械研究所