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专利号: 2022116201594
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-07-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高速旋转弯曲疲劳应力与温度同步测试台,其特征在于:包括支撑座(12),支撑座(12)上可转动安装有空心轴(20),空心轴(20)通过驱动装置驱动高速转动;空心轴(20)一端固定有试样(3),试样(3)上安装有应变片(4)、热电偶(8),应变片(4)的应力信号引线(5)及热电偶(8)的电偶信号引线(9)穿过空心轴(20)并与套管组合电极(18)对应连接,套管组合电极(18)固定在空心轴(20)另一端;

所述套管组合电极(18)的每组电极对应穿过一组液态金属导电装置(17),液态金属导电装置(17)与动态信号采集仪(13)、计算机(14)依次电连接。

2.根据权利要求1所述的一种高速旋转弯曲疲劳应力与温度同步测试台,其特征在于:所述套管组合电极(18)包括可导电的应力套管负极(181)、应力套管正极(182)、热电偶套管负极(183)、热电偶套管正极(184),应力套管负极(181)、应力套管正极(182)、热电偶套管负极(183)、热电偶套管正极(184)之间相互套接后利用绝缘胶粘结固定并保持相互绝缘。

3.根据权利要求2所述的一种高速旋转弯曲疲劳应力与温度同步测试台,其特征在于:所述套管组合电极(18)的四个电极从外向内逐级变长且左右均逐级伸出。

4.根据权利要求3所述的一种高速旋转弯曲疲劳应力与温度同步测试台,其特征在于:所述液态金属导电装置(17)包括液金装置壁(172),液金装置壁(172)与液金装置封头(171)连接构成密封容器,密封容器左右安装有供套管组合电极(18)密封穿过的密封轴承(173),密封容器内设有液态金属(178),密封容器一侧安装有信号导线接头。

5.根据权利要求4所述的一种高速旋转弯曲疲劳应力与温度同步测试台,其特征在于:所述液态金属(178)在常温下为液态的镓铟基合金。

6.根据权利要求5所述的一种高速旋转弯曲疲劳应力与温度同步测试台,其特征在于:所述空心轴(20)与试样(3)之间、空心轴(20)与套管组合电极(18)之间通过内壁涂有绝缘层的C形转接管夹(19)和弹簧夹头(6)固定,弹簧夹头(6)上对应设有过线孔。

7.根据权利要求6所述的一种高速旋转弯曲疲劳应力与温度同步测试台,其特征在于:试样(3)的高速旋转疲劳交变应力通过应变片(4)实时采集,疲劳温度通过热电偶(8)采集;

采集信号经引线同轴输出后与套管组合电极(18)相连;套管组合电极(18)由弹簧夹头(6)固定在空心轴(20)上并与试样(3)同步旋转;套管组合电极(18)的四个电极分别穿过并浸没在四个独立液态金属导电装置(17)中;高速旋转时,套管组合电极(18)通过液态金属导电装置(17)中的液态金属把信号传输给动态信号采集仪(13),通过数据线由计算机(14)实时记录采集数据。

8.根据权利要求7所述的一种高速旋转弯曲疲劳应力与温度同步测试的方法,包括以下步骤:步骤一:先把应变片(4)、应力信号引线(5)、热电偶(8)、电偶信号引线(9)穿过弹簧夹头(6)与空心轴(20);再把应力信号引线(5)的正、负极与套管组合电极(18)的应力套管正、负极对应连接;把电偶信号引线(9)的正、负极与套管组合电极(18)的热电偶套管正、负极对应连接;然后把应变片(4)与热电偶(8)粘贴在试样(3)上,把试样(3)一端用弹簧夹头(6)固定于空心轴(20)上;

步骤二:把挂载接头(2)固定在试样(3)另一端,依据疲劳载荷挂上砝码盘(7);

步骤三:把套管组合电极(18)穿进C形转接管夹(19),再用弹簧夹头(6)把套管组合电极(18)一起固定在空心轴(20)一端;

步骤四:把套管组合电极(18)伸出的四个电极对应穿过四个相互独立的液态金属导电装置(17)后,再向液态金属导电装置(17)内注入液态金属(178),使套管组合电极(18)伸出的四个电极浸没并穿过对应液态金属导电装置(17)的液态金属(178);

步骤五:用多组信号导线分别对应连接液态金属导电装置(17)和动态信号采集仪(13),并用数据线(15)连接计算机(14)和动态信号采集仪(13),打开应力与温度采集控制软件,调节参数使电桥平衡清零,准备采集疲劳交变应力与疲劳温度数据;

步骤六:启动高速电机(1),皮带(22)驱动传动轮(21)和空心轴(20)旋转,计数器(10)记录疲劳循环次数;

步骤七:试样断裂后,停止高速电机(1),读取控制盒(11)记录疲劳寿命次数,获得一次S‑N数据;

步骤八:停止应力与温度采集控制软件,存储疲劳断裂全寿命应力变化和疲劳温度曲线;

步骤九:重复上面的步骤,完成S‑N曲线和实时应力与温度变化曲线。