對稱式線接觸微動疲勞試驗微動載荷加載裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于材料疲勞性能試驗及材料摩擦磨損領域，具體的說屬于一種對各種形狀的微動疲勞試驗試樣施加橫向微動載荷及產生微動摩擦磨損時提供恒定且穩定可靠的線性載荷的加載裝置。
技術背景
[0002]微動疲勞，這是指構件在循環載荷作用下，由于表面某一部位與其它接觸表面間產生小振幅相對滑動(即微動)而導致構件微動疲勞損傷。零件在接觸損傷區內萌生裂紋，裂紋在交變應力作用下擴展而導致的疲勞強度下降或早期斷裂。微動疲勞現象在各種機械構件中廣泛存在，而且對疲勞壽命影響很大。通常使材料疲勞極限降低20?50%，有時甚至降低得更顯著。在航空、航天、交通、核能等諸多工業部門中，均存在微動疲勞損傷問題，尤其是在航空核電工業中更為突出和普遍。
[0003]1927年Tomlinson提出了一種微動，在其研究報告中首次出現“Fretting” 一詞。1949年Mindl in首次將接觸力學引入微動領域，為微動力學分析奠定了基礎;接著1953年和1954年分別由Feng和Uhigh，提出了化學機械理論和磨損速率變化理論，為微動疲勞研究的發展推進了一大步。1969年Nisll1ka等人提出了一種微動疲勞模型，預測了試件的微動疲勞壽命；1972年Waterhouse發表了首部有關微動的專著任代1:1:;[叫(]01'1'08；[011》。1990年，Godet提出了微動磨損的三體理論。而在1992年，Zhou和Vincent提出的二類微動圖理論，從而揭示了微動運行機制和材料損傷規律，對微動疲勞的發展做出了重要貢獻。進入21世紀以來，研究重點轉入到對于具體材料及結構的微動疲勞分析、研究。
[0004]目前，微動疲勞實驗微動模型有很多種形式，根據接觸方式的不同可分為點、線和面的接觸;根據受載荷不同可分為拉壓微動疲勞、彎曲微動疲勞和扭轉微動疲勞。國內外研究微動疲勞的實驗裝置按照微動墊的結構不同主要可分為橋式微動墊和圓柱式微動墊等。最早用于微動疲勞試驗的接觸幾何主要是橋式微動而產生平面-平面接觸，其最大優點是可以使用標準的疲勞試件，不管試件是處于彎曲還是循環軸向力作用下。然而該裝置有一些不利因素，如橋足的接觸狀況很難確定，每個橋足的滑移狀況也是不同等。20世紀六七十年代，Nish1ka和Hirakawa采用了另一種完全不同的接觸幾何，圓柱形微動塊與平板試樣接觸，此結構的優點是接觸應力能通過典型的接觸分析來分析描述。但是該裝置在使用過程中也存在一些問題，如微動系統剛性不好，微動墊相對滑動太大，導致其軸向位移大，橫向載荷在疲勞過程中會發生變化即載荷不穩定。在微動疲勞過程中，往往由于微動裝置的穩定性及可靠性較差，導致試驗結果很不理想，試驗結果不能真實反映實際微動疲勞的性能。所以，在材料微動疲勞試驗時，必須設計一種對試樣施加橫向載荷穩定可靠的試驗裝置，從而使得試樣受到軸向載荷而發生相對滑動時，橫向載荷將不發生改變。并且在整個試驗過程中微動結構、固定支座等結構也能穩定可靠的工作。因此，設計出一套剛性好，系統穩定的同時具有載荷對稱分布保持先接觸功能的微動疲勞橫向微動加載裝置具有重要的意義。
【發明內容】
[0005]為了克服已有微動疲勞試驗橫向加載裝置的不能一致的調節滑動，穩定性較差、可靠性的不足，本發明提供了一種穩定性很好、剛度較好、可靠性強的對稱式線接觸微動疲勞試驗微動載荷加載裝置。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]一種對稱式線接觸微動疲勞試驗微動載荷加載裝置，包括固定底座，所述固定底座上安裝立柱，所述加載裝置還包括靜定梁、螺旋加載機構、載荷傳感器和加載工位板，兩根靜定梁平行設置且均位于立柱上，所述加載工位板的兩端分別可滑動地與一根靜定梁連接，所述兩個加載工位板之間為試驗工位，在所述加載工位板遠離試驗工位側的同軸線上安裝所述載荷傳感器，所述載荷傳感器與所述螺旋加載機構的動作端配合。
[0008]進一步，所述螺旋加載機構包括螺旋加載器和連接板，所述連接板的兩端分別可滑動地與一根靜定梁連接，所述螺旋加載器固定在所述連接板上，所述螺旋加載器的伸縮桿為所述螺旋加載機構的動作端。
[0009]再進一步，所述加載工位板與所述靜定梁之間的連接處設有定位件。
[0010]更進一步，所述加載工位板與所述靜定梁之間的連接處、所述連接板與所述靜定梁之間的連接處均設有定位件。
[0011 ]所述加載工位板靠近試驗工位側安裝微動墊。
[0012]所述靜定梁的兩端安裝滑塊，所述滑塊可滑動地安裝在橫向導軌上，所述橫向導軌可上下滑動地安裝在立柱上，所述立柱可縱向滑動地安裝在底座上。
[0013]本發明的技術構思為:具有提供自協調式微動載荷的橫向加載裝置，是固定底座、三軸運動機構、帶滑塊的靜定梁結構、微動墊固定裝置、微動加載機構共同作用來對微動試樣提供橫向載荷的。首先將其中一個帶有一對橫向加載裝置的固定底座通過螺栓固定在試驗機上，然后再將另一對橫向加載裝置安裝在靜定梁上，最后將另一半底座通過螺栓固定在試驗機上與先前固定好的底座做成完整的實驗裝置。
[0014]布置三軸運動機構:通過滑塊可調節兩個靜定梁在X軸上的位置，也是通過滑塊調整兩個微動墊的距離，該距離為所設計的微動疲勞試樣的外尺寸，通過鎖緊螺釘將螺旋加載器的連接板固定在靜定梁上，可調節底座上的梁來調整Z軸的位置，將微動墊通過螺栓安裝與懸臂梁的正中間，試樣通過試驗機上下夾頭夾持并且通過所述一對微動墊，將微動加載系統固定在靜定梁上，從而可以施加穩定、可靠的橫向載荷，施加的載荷數值可以通過載荷傳感器所配套的顯示表來顯示。此時，整個微動