专利名称：一种疲劳试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属材料测试技术领域，尤其是涉及一种采用能模拟自然环境对金属材料试样进行疲劳试验的疲劳试验机。
背景技术：
疲劳试验机是先使试样或构件承受周期或随机变化的应力或应变，以测定其疲劳极限和疲劳寿命等指标的试验机。现有技术中使用的疲劳试验机款型和功能不断增多，以满足不同材料疲劳试验的需要。疲劳试验机主要有液压伺服式、电磁式和机械式几种类型，上述几种疲劳试验机均属于高频疲劳试验机，都是基于谐振原理完成疲劳测试操作，该种疲劳测试适于测试稳定状态下试样的疲劳参数，而对于暴露在外并且运动的金属材料，如飞机蒙皮、高铁车体等，在高速运动下会经受风云雷电袭击或异物高速撞击，这个过程是非 稳态反复进行的，金属材料势必会在非稳态脉冲应力下发生疲劳失效，但是现有技术中还没有能够模拟自然环境对试样进行疲劳试验的试验机。

发明内容
本发明公开了一种疲劳试验机，该疲劳试验机采用风速和弹丸冲击来模拟自然环境对金属以及其他可进行疲劳试验的材料的破坏，从而更真实更准确地进行相关研究和分析是本发明的第一个发明目的，该疲劳试验机不仅可实现对试样上表面弹丸冲击或者风速疲劳测试，还可实现试样下表面的风速疲劳测试是本发明的第二个发明目的。采用的技术方案是一种疲劳试验机，其特征在于所述疲劳试验机包括机架、用于夹持试样的试样夹持系统、丸料输送与收集系统和压缩气路系统，所述丸料输送与收集系统包括集丸器、丸料输送管和喷枪I，所述喷枪I位于试样的上方，丸料输送管中的弹丸在压缩气路系统作用下高速喷洒在试样上。本发明的技术特征还有所述丸料输送与收集系统还包括位于所述试样下方的喷枪II，所述压缩气路系统包括与喷枪II连通的压缩空气管II。本发明的技术特征还有所述压缩气路系统还包括与所述喷枪II连通的压缩空气管 III。本发明的技术特征还有所述压缩气路系统还包括压缩空气管I，所述喷枪I与压缩空气管I和丸料输送管出口端均连通。本发明的技术特征还有所述丸料输送管、压缩空气管I、压缩空气管II和压缩空气管III均与外来压缩空气管连通，所述外来压缩空气管与空气压缩机相连通。本发明的技术特征还有所述压缩空气管I和压缩空气管II靠近外来压缩空气管的一端装有电磁空气开关。本发明的技术特征还有所述丸料输送管靠近外来压缩空气管的一端设有电磁丸料阀。本发明的技术特征还有所述试样夹持系统包括试样夹持器，所述试样夹持器固定在机架上，在机架上还固定有用于观察试样的试样观察窗。本发明的技术特征还有所述试样夹持系统还包括导轨，所述喷枪I和喷枪II置于导轨上，所述导轨的一端与所述机架固定连接。本发明的技术特征还有所述集丸器位于喷枪I和喷枪II的下方并固定在所述机架上，其出口端与丸料输送管连通。本发明的有益效果在于本疲劳试验机采用了弹丸和风速冲击结合的方式，模拟自然界的复杂情况，完成材料的疲劳试验，测试得到试样抵抗风速和抗异物冲击的疲劳性能，本试验机结构简单、设计合理、成本低廉，具有测试结果准确、可靠性高之优点。


附图I是本发明结构不意图，其中，I是机座，2是机架，3是电磁丸料阀，4是集丸器，5是丸料输送管，6是试样观察窗，7是喷枪I，8是压缩空气管I，9是导轨，10是试样夹 持器，11是传感器，12是试样，13是电磁空气开关，14是压缩空气管II，15是压缩空气管III，16是外来压缩空气管，17是喷枪II。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的具体实施方式
进行说明。本疲劳试验机包括机架2、用于夹持试样12的试样夹持系统、丸料输送与收集系统和压缩气路系统，机架2安装在机座I上。丸料输送与收集系统包括集丸器4、丸料输送管5、位于试样上方的喷枪I 7和位于试样下方的喷枪II 17,喷枪I 7和喷枪II 17置于导轨9上,导轨9的一端与机架2固定连接。集丸器4位于喷枪I 7和喷枪II 17的下方并固定在机架2上，集丸器4呈锥形，大口端朝向喷枪方向，小口端的出口与丸料输送管5连通。压缩气路系统包括压缩空气管I 8，压缩空气管II 14和压缩空气管III15，喷枪I 7和丸料输送管5、压缩空气管I 8连通，喷枪
II17和压缩空气管II 14、压缩空气管III 15连通。为了对压缩空气管供气，压缩空气管I 8、压缩空气管II 14和压缩空气管III 15都与外来压缩空气管16连通，外来压缩空气管16与空气压缩机相连通。压缩空气管I 8和压缩空气管II 14靠近外来压缩空气管16的一端装有电磁空气开关13。丸料输送管5靠近外来压缩空气管16的一端设有电磁丸料阀3。试样夹持系统包括用于夹持试样的试样夹持器10和导轨9，该夹持器固定安装在机架2上,在机架2上还固定有用于观察试样12的试样观察窗6。为了实现控制上的便利，还可在试样12上安装传感器，并在传感器上连接相应的控制装置，控制装置与显示器连接。本实施例所示的疲劳试验机使用时，空气压缩机提供的压缩空气进入到外来压缩空气管16后被分流，压缩空气管I 8，压缩空气管II 14、压缩空气管III 15和丸料输送管5中都有压缩空气进入，这样，在丸料输送管5中的弹丸在压缩空气作用下，到达喷枪I 7出口并进而在压缩空气管I 8中高压空气作用下形成高速弹丸流作用在试样12上，弹丸的速度可根据需要设定为lm/s，2m/s或3m/s，实现抗异物冲击的疲劳性能测定。当关闭电磁丸料阀3后，弹丸不喷出，可对试样12进行风速疲劳试验，风速的大小还可根据不同的需要进行设定，如10m/s,20 m/s, 30 m/s,,实施抗风速疲劳性能的测定。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保 护范围。
权利要求
1.1、一种疲劳试验机，其特征在于所述疲劳试验机包括机架、用于夹持试样的试样夹持系统、丸料输送与收集系统和压缩气路系统，所述丸料输送与收集系统包括集丸器、丸料输送管和喷枪I，所述喷枪I位于试样的上方，丸料输送管中的弹丸在压缩气路系统作用下高速喷洒在试样上。
2.按照权利要求I所述的疲劳试验机，其特征在于所述丸料输送与收集系统还包括位于所述试样下方的喷枪II，所述压缩气路系统包括与喷枪II连通的压缩空气管II。
3.按照权利要求2所述的疲劳试验机，其特征在于所述压缩气路系统还包括与所述喷枪II连通的压缩空气管III。
4.按照权利要求3所述的疲劳试验机，其特征在于所述压缩气路系统还包括压缩空气管I，所述喷枪I与压缩空气管I和丸料输送管出口端均连通。
5.按照权利要求4所述的疲劳试验机，其特征在于所述丸料输送管、压缩空气管I、压缩空气管II和压缩空气管III均与外来压缩空气管连通，所述外来压缩空气管与空气压缩机相连通。
6.按照权利要求5所述的疲劳试验机，其特征在于所述压缩空气管I和压缩空气管II靠近外来压缩空气管的一端装有电磁空气开关。
7.按照权利要求5所述的疲劳试验机，其特征在于所述丸料输送管靠近外来压缩空气管的一端设有电磁丸料阀。
8.按照权利要求3所述的疲劳试验机，其特征在于所述试样夹持系统包括试样夹持器，所述试样夹持器固定在机架上，在机架上还固定有用于观察试样的试样观察窗。
9.按照权利要求8所述的疲劳试验机，其特征在于所述试样夹持系统还包括导轨，所述喷枪I和喷枪II置于导轨上，所述导轨的一端与所述机架固定连接。
10.按照权利要求3所述的疲劳试验机，其特征在于所述集丸器位于喷枪I和喷枪II的下方并固定在所述机架上，其出口端与丸料输送管连通。
全文摘要
本发明公开了一种疲劳试验机，技术方案是该机包括机架、用于夹持试样的试样夹持系统、丸料输送与收集系统和压缩气路系统，丸料输送与收集系统包括集丸器、丸料输送管和喷枪Ⅰ，喷枪Ⅰ位于试样的上方，丸料输送管中的弹丸在压缩气路系统作用下高速喷洒在试样上。有益效果在于本疲劳试验机采用了喷丸和高压气体结合的方式，模拟自然界的复杂情况，进而进行材料的疲劳试验，测试得到金属试样抵抗风速和抗异物冲击的疲劳性能，本试验机结构简单、设计合理、成本低廉，具有测试结果准确、可靠性高之优点。
文档编号G01N3/32GK102809515SQ20121030306
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者王守仁, 于航海, 刘延利, 孙丽杰, 李佳 申请人:济南大学