(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210457582.0 (22)申请日 2022.04.28 (71)申请人 济南大学 地址 250022 山东省济南市南 辛庄西路3 36 号 申请人 山东省宇捷轴承制造有限公司 (72)发明人 孙新华　张明远　夏佃秀　蔡梅贵　 蔡玉铨　王守仁　任升峰　吴赛赛　 董玉柱　李舒淇　朱恩　 (51)Int.Cl. G01N 3/04(2006.01) G01N 3/36(2006.01) G01N 3/56(2006.01) G01N 3/06(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种压紧力可控的微动疲劳试验装置及方 法 (57)摘要 本发明为一种微动疲劳试验装置， 包括 从上 到下依次连接的夹具座、 两个微动疲劳试验杆 件、 底板及夹持板； 所述的夹具座上半部开有从 左到右的通孔， 背面留有两个螺纹孔； 所述微动 疲劳试验杆件为圆柱体， 顶端为半球状测试头， 圆柱体中心开有深孔， 且内部放入压力传感器并 用胶水填充； 所述底板为方板， 中心设有方形通 孔， 方形孔周围设有凸台， 底板两侧分别开有一 个圆形通孔。 还包括连接螺钉、 固定螺母。 本微动 疲劳试验装置能够实现在拉压疲劳试验机上开 展微动疲劳试验， 降低了成本与操作难度。 本发 明采用在微动疲劳试验杆件内部加应力片的方 式， 可准确控制测量杆件的压紧力， 且该夹具采 用点接触的方式， 减小对试件表面造成的损伤， 确保微动疲劳效果。 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 CN 115200979 A 2022.10.18 CN 115200979 A 1.一种压紧力可控的微动疲劳试验装置， 其特征在于： 夹具座1中心开有凹槽， 凹槽两 侧开有通孔10， 且背部 设有两个固定螺孔9； 微动疲劳试验杆件2插入通孔10内， 从两侧夹紧 试件； 下底板4上有方环形凸台， 凸台背部开有两个固定螺孔 12， 与固定螺孔9 通过固定螺栓 连接， 下底板4侧面各开有4个固定 螺孔13； 夹持板侧面各开有4个固定 螺孔14与固定 螺孔3同轴心， 且通过固定 螺栓固定。 2.根据权利要求1所述的一种压紧力可控的微动 疲劳试验装置， 其特征在于： 还包括两 侧的夹持板 3和固定螺栓。 3.根据权利要求2所述的一种压紧力可控的微动 疲劳试验装置， 其特征在于： 所述的夹 持板3中部为开有100mm圆形通孔 16的圆环， 且圆环两侧各连接一个凸台， 凸台侧面各开有4 个固定螺孔14与固定 螺孔13同轴心， 且通过固定 螺栓固定， 从而保证整个试验台的水平。 4.根据权利要求1所述的一种压紧力可控的微动 疲劳试验装置， 其特征在于： 该微动疲 劳试验装置可进行微动磨损及疲劳的双损伤耦合试验。 5.根据权利要求1所述的一种压紧力可控的微动疲劳试验 装置， 其特 征在于： 微动疲劳试验杆件2中心开有直径为3mm的深孔11， 用来放置传感器并使用特殊固定胶 水固定， 且外侧有固定 螺母固定； 杆件头部为半球 体， 实现微动疲劳试验杆件与试验 件之间的点接触。 6.根据权利要求1所述的一种压紧力可控的微动疲劳试验装置， 其特征在于： 夹具座1 放置于下底板4的方形凸台的凹槽内， 通过凸台背部的固定螺孔12相固定； 且夹具座1的凹 槽宽度与下底板4中心开设的方 形通孔15的宽度相等。 7.一种微动 疲劳试验装置的试验方法， 基于权利要求1至6任一项所述的微动疲劳试验 装置， 其特 征在于， 包括： （1） 进行 试验件的设计； （2） 试样安装： 将试验件通过上下液压头固定在合适的位置， 即使得两侧的微动疲劳试 验杆件2作用区域在试验 件的弧形区域内； 并通过夹持板 3与下底板4的连接， 使得 试验装置与液压 机固定； （3） 使用旋转扳手6旋紧两侧的微动疲劳试验杆件2， 并通过杆件内部的应力片控制压 紧力； 启动微动疲劳试验机， 对试验件施加竖直方向的循环载荷， 进行微动磨损及疲劳双损 伤耦合试验； （4） 试验结束后， 利用扫面电子显微镜来观察断口的显微组织， 分析试验件的抗疲劳及 磨损的性能。 8.根据权利要求7所述的微动疲劳试验装置的试验方法， 其特征在于， （1） 中， 所述的试 验件设计包括： 试验件的长度、 宽度和厚度需在夹具座1凹槽与方形孔15的可允许通过的范围内； 根据 自己所需做的试验类型， 改变与微动疲劳试验杆件接触区域的外形。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115200979 A 2一种压紧力可控的微动疲劳试验装 置及方法 技术领域 [0001]本发明属于微动疲劳试验技术领域， 具体为一种压紧力可控的微动疲劳试验机装 置。 背景技术 [0002]微动是指两接触表面发生振幅较小 （一般在5~200 μm） 的相对运动。 在 工作条件下， 当构件承受外加循环载荷时， 由于表面某一部位与其他接触表面产生微小振 幅， 从而在接 触面相对滑动， 导致构件强度降低或早期断裂的现象称为微动疲劳。 与常规疲劳相比， 微动 疲劳通常隐藏于构件接触面上， 不容易及时被监测到。 此外， 微动疲劳引入的构件表面损伤 会由于外部的循坏载荷导 致裂纹产生和扩展的速度大 大提高， 潜在危害性极大。 当前的试验设备通常仅能单独对微动磨损或常规疲劳进行测试， 并没有一台试验 机可以开展微动磨损及疲劳双损伤耦合模式的实验。 在实际工况服役中， 微动疲劳广泛存 在于构件的失效案例中， 例如： 铁路车轴的过盈配合结构在旋转弯曲载荷下产生的微动疲 劳、 矿井提升中钢丝绳受循环拉伸和弯曲载荷导致的内部的微动疲劳等。 往往这些构件都 处于设备的关键部位， 在单一损伤情况下表现良好， 可能在双损伤耦合时寿命大大减小， 造 成人员和财产的损失， 因此亟需一种可以进行微动疲劳测试的试验 装置。 目前所使用的微动疲劳试验装置是使用扭力扳手来测量微动疲劳试验杆件的压 紧力， 但这样的测量结果与实际的压紧力存在一定的偏差。 由于进 行微动疲劳试验时， 上下 液压夹头对试件施加有循环往复的载荷， 使得夹具座与底板直接的连接并不可靠， 长时间 使用可能会导致连接失效。 因此， 对于当前微动疲劳试验机装置的可靠性和稳定性有必要 进一步考量。 [0003] [0004] 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种微动疲劳试验装置， 从而实现微动磨损与疲劳双损伤 耦合的检测， 并解决当前微动疲劳试验夹具存在的无法精确测量微动疲劳试验杆件的压紧 力及夹具座与底板连接可靠性 这些问题， 试验 装置结构 简单且易操作。 [0006]为解决上述问题， 本发明采用如下技 术方案： 一种压紧力可控的微动疲劳试验机装置， 夹具座中心开有凹槽， 凹槽两侧开有通 孔10， 且背部 设有两个固定螺孔9； 微动疲劳试验杆件插入通孔 10内， 从两侧夹紧试件， 中心 开有深孔11， 放置传感器及固定胶； 下底板上有方环形凸台， 凸台背部开有两个固定螺孔 12， 与固定螺孔9 通过固定螺栓连接， 下底板侧面各开有4个固定螺孔 13； 夹持板侧面各开有 4个固定螺孔14与固定 螺孔13同轴心， 且通过固定 螺栓固定。 [0007]本发明的优点在于： 1、 本发明为 一种微动疲劳试验 装置， 结构 简单， 操作安全方便；说　明　书 1/3 页 3 CN 115200979 A 3