(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 20221046252 2.8 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 浙江工业大 学 地址 310014 浙江省杭州市拱 墅区潮王路 18号 (72)发明人 朴钟宇　赵泽宇　彭光健　丁丛　 侯文涛　叶森斌　周振宇　 (74)专利代理 机构 杭州浙科专利事务所(普通 合伙) 33213 专利代理师 巩延亮 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/06(2006.01) G01N 3/32(2006.01)G01N 3/56(2006.01) (54)发明名称 一种微动疲劳试验方法与装置 (57)摘要 本发明公开一种微动疲劳试验 方法及装置， 包括轴向加载机构、 法向加载机构、 直角固定器 以及光学平板， 轴向加载机构用于提供循环的轴 向载荷， 法向加载机构用于施加微动疲劳试验所 需的法向载荷， 法向加载机构通过直角固定器固 定在光学平板上， 微动疲劳试验装置通过光学平 板放置在减震平台上， 法向加载机构包括左传动 机构、 右传动机构、 平 衡支撑座、 微动夹具以及双 头螺杆。 本发 明设计了一种加载载荷可控的线接 触式微动疲 劳试验装置， 通过搭载测 力系统保证 试样两侧承受相同的法向载荷， 解决了微动疲劳 试验中试样法向载荷受力不均等问题， 提高微动 疲劳试验准确性， 并通过测试数据研究材料微动 疲劳性能， 预测其 疲劳寿命。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114858577 A 2022.08.05 CN 114858577 A 1.一种微动疲劳试验装置， 其特征在于， 包括轴向加载机构 （1） 、 法向加载机构 （2） 、 直 角固定器 （4） 以及光学平板 （3） ， 所述轴向加载机构 （1） 用于固定测试试样 （10） 并提供循环 的轴向载荷， 法向加载机构 （2） 用于施加微动疲劳试验所需的法向载荷， 法向加载机构 （2） 通过直角固定器 （4） 固定在光学平板 （3） 上， 微动疲劳试验装置通过光学平板 （3） 放置在减 震平台上， 所述法向加载机构 （2） 包括左传动机构、 右传动机构、 平衡支撑座 （19） 、 微动夹具 （16） 以及双头螺杆 （18） ， 所述左传动机构 包括依次连接的左螺杆 （11） 、 螺杆固定座 （13） 、 传 感器安装座 （14） 以及压力传感器 （15） ， 左螺杆 （11） 旋转时带动螺杆固定座 （13） 、 传感器安 装座 （14） 以及压力传感器 （15） 一同进 给， 并通过压力传感器 （15） 推动微动夹具 （16） 向前运 动。 2.根据权利要求1所述的一种微动 疲劳试验装置， 其特征在于， 所述右传动机构为右螺 杆 （12） ， 所述双头螺杆 （18） 的两端连接有平衡支撑座 （19） 进行支撑； 双头螺杆 （18） 的左右 两端均设置有锁紧螺母 （17） ， 用于锁死双头螺杆， 双头螺杆 （18） 中间区域为光杆设置； 所述 平衡支撑座 （19） 上开设有通孔和螺纹孔， 通孔用于连接直角固定器 （4） 和双头螺杆 （18） ， 螺 纹孔用于连接左螺杆 （1 1） 和右螺杆 （12） 。 3.根据权利要求2所述的一种微动疲劳试验装置， 其特征在于， 左螺杆 （11） 穿过平衡支 撑座 （19） 的螺纹孔设置， 螺杆固定座 （13） 锁紧左螺杆 （11） 并通过螺栓螺母固定在传感器安 装座 （14） 相应位置， 传感器安装座 （14） 右侧安装有压力传感器 （15） 。 4.根据权利要求3所述的一种微动疲劳试验装置， 其特征在于， 所述微动夹具 （16） 通过 双头螺杆 （18） 进行支撑， 微动夹具 （16） 对称设置， 左侧的微动夹具 （16） 设置在左传动机构 的右侧， 左传动机构向右 移动时， 推动左侧的微动夹具 （16） 一并移动。 5.根据权利要求4所述的一种微动疲劳试验装置， 其特征在于， 所述直角固定器 （4） 两 端开设直槽口， 一端通过螺栓固定在光学平板 （3） 相应的螺纹安装孔上， 另一端通过螺栓螺 母与法向加载机构 （2） 相连， 直角固定器 （4） 两侧对称分布将整个法向加载机构 （2） 水平支 撑固定。 6.根据权利要求5所述的一种微动疲劳试验装置， 其特征在于， 所述微动夹具 （16） 包括 传动连接件 （20） 、 微动垫固定夹具 （21） 、 定位螺栓 （22） 和微动垫 （23） ， 传动连接件 （20） 与双 头螺杆 （18） 连接用于支撑微动夹具 （16） ， 微动垫固定夹具 （21） 固定在传动连接件 （20） 上， 微动垫 （23） 安装在微动垫固定夹具 （21） 相应的安装槽中， 并通过两侧定位螺栓 （22） 锁紧， 所述微动垫 （23） 厚度与测试 试样 （10） 宽度相同。 7.根据权利要求6所述的一种微动疲劳试验装置， 其特征在于， 所述轴向加载机构 （1） 包括上横梁 （5） 、 下横梁 （6） 、 保护壳 （7） 以及传动丝杆 （8） ， 所述上横梁 （5） 和下横梁 （6） 套设 在传动丝杆 （8） 上， 且上横梁 （5） 保持固定， 在上横梁 （5） 和下横梁 （6） 上设置有用于夹紧测 试试样 （10） 的夹 头， 在下横梁 （6） 的下部还设置有测力传感器 （9） 。 8.根据权利要求7所述的一种微动疲劳试验装置， 其特征在于， 所述轴向加载机构 （1） 还包括驱动器， 用于控制传动丝杆 （8） 的转动， 进 而带动下横梁 （6） 作动。 9.根据权利要求7所述的一种微动 疲劳试验装置， 其特征在于， 还包括控制系统和位移 传感器， 控制系统用于接收测力 传感器 （9） 和压力传感器 （15） 反馈的载荷信号， 位移传感器 用于反馈位移信号。 10.一种微动疲劳试验方法， 应用于权利要求8 ‑9任意一项所述的微动疲劳试验装置，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114858577 A 2其特征在于， 所述 微动疲劳试验方法包括如下步骤： （1） 将测试试样 （10） 通过螺栓固定在 上横梁 （5） 的夹头上， 再通过驱动器控制将下横梁 （6） 移动到合适位置， 并将测试试样 （10） 下端固定在下横梁 （6） 的夹头上， 完成测试试样 （10） 的安装； （2） 为测试试样 （10） 两侧提供相等的法向载荷， 操作如 下： 左螺杆 （11） 旋转并通过压力 传感器 （15） 推动微动夹具 （16） 向右移动， 微动夹具 （16） 与测试试样 （10） 接触时停止旋转， 此时压力传感器 （15） 受力为零， 接着右螺杆 （12） 旋转推动微动夹具 （16） 向左移动并开始给 测试试样 （10） 表 面施加法向载荷， 当压力传感器 （15） 受力为F时右螺杆 （12） 停止运动， 此时 测试试样 （10） 两侧受力平衡且均为F； （3） 对所述测试试样 （10） 施加轴向循环疲劳载荷， 记录测试试样 （10） 受疲劳载荷的循 环次数直到测试 试样 （10） 失效。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114858577 A 3