技术特征：
1.一种气缸压力式疲劳加载装置，其特征是包括主加载装置；所述主加载装置包括凸轮机构、气缸（1）、下活塞（2-1）、下活塞顶杆（2）、上活塞（5-1）、上活塞顶杆（5），下活塞（2-1）和上活塞（5-1）位于气缸（1）内，下活塞（2-1）和上活塞（5-1）之间有气压调节区，上活塞（5-1）位于下活塞（2-1）上方，上活塞（5-1）的上表面与上活塞顶杆（5）的下端连接，上活塞顶杆（5）穿过气缸（1）的顶部，下活塞（2-1）的下表面与下活塞顶杆（2）的上端连接，下活塞顶杆（2）穿过气缸（1）的底部，下活塞顶杆（2）的下端与凸轮机构相接。2.根据权利要求1所述的一种气缸压力式疲劳加载装置，其特征是还包括载荷传感器（6），试件连接叉耳（18）；载荷传感器（6）与上活塞顶杆（5）的上端连接，上活塞顶杆（5）的上端通过载荷传感器（6）与试件连接叉耳（18）连接。3.根据权利要求1所述的一种气缸压力式疲劳加载装置，其特征是还包括调压装置；所述调压装置包括大调压系统和小调压系统，所述大调压系统通过第一导气管（7）与气缸（1）内部的气压调节区连通，所述小调压系统通过第二导气管（19）与气缸（1）内部的气压调节区连通。4.根据权利要求1所述的一种气缸压力式疲劳加载装置，其特征是所述凸轮机构包括凸轮盘（4）和动力源主轴（24），动力源主轴（24）与凸轮盘（4）同轴连接；所述凸轮盘（4）整体呈椭圆形；当椭圆形凸轮盘的短轴方向与下活塞顶杆（2）的长度方向在一条直线上时，下活塞顶杆（2）下落到最低处；当椭圆形凸轮盘的长轴方向与下活塞顶杆（2）的长度方向在一条直线上时，凸轮盘（4）长轴的一端顶着下活塞顶杆（2）达到最高处，此时通过下活塞顶杆（2）、下活塞（2-1）、气压调节区、上活塞（5-1）、上活塞顶杆（5）、载荷传感器（6）对所测试构件施加载荷；所述下活塞顶杆（2）的下端有滚子（3），下活塞顶杆（2）的下端通过滚子（3）与凸轮盘（4）相接触。5.根据权利要求3所述的一种气缸压力式疲劳加载装置，其特征是所述大调压系统包括大调压气缸（10）、大螺旋式活塞顶杆（11）、大气缸顶盖（20）、大调压气缸活塞（11-1）、储气罐（9），大调压气缸（10）与储气罐（9）之间通过第三导气管（21）连通，储气罐（9）与气缸（1）之间通过第一导气管（7）连通，大气缸顶盖（20）的边沿通过若干大连接螺栓（13）固定在大调压气缸（10）的顶部，大调压气缸活塞（11-1）位于大调压气缸（10）内，大调压气缸活塞（11-1）的上表面与大螺旋式活塞顶杆（11）的下端连接，大螺旋式活塞顶杆（11）穿过大气缸顶盖（20），大螺旋式活塞顶杆（11）上连接有大旋转杠杆（12），大旋转杠杆（12）位于大调压气缸（10）的上方。6.根据权利要求5所述的一种气缸压力式疲劳加载装置，其特征是所述大螺旋式活塞顶杆（11）的上端开有大于大旋转杠杆（12）直径的孔洞，孔洞的方向与大螺旋式活塞顶杆（11）的长度方向垂直，大旋转杠杆（12）穿过孔洞贯穿大螺旋式活塞顶杆（11），大螺旋式活塞顶杆（11）的侧表面有外螺纹，大气缸顶盖（20）中心部位开有与大螺旋式活塞顶杆（11）的侧表面外螺纹配合的螺纹孔；所述第一导气管（7）上串接有气压计阀门（8），气压计阀门（8）处安装有气压计；所述第三导气管（21）上串接有大气缸气压计阀门（14），大气缸气压计阀门（14）处也安装有气压计。7.根据权利要求3所述的一种气缸压力式疲劳加载装置，其特征是所述小调压系统包括小调压气缸（15）、小螺旋式活塞顶杆（16）、小旋转杠杆（17）、小气缸顶盖（23）、小调压气缸活塞（16-1），小气缸顶盖（23）的边沿通过若干小连接螺栓（22）固定在小调压气缸（15）的
顶部，小调压气缸活塞（16-1）位于小调压气缸（15）内，小调压气缸活塞（16-1）的上表面与小螺旋式活塞顶杆（16）的下端连接，小螺旋式活塞顶杆（16）穿过小气缸顶盖（23），小螺旋式活塞顶杆（16）上连接有小旋转杠杆（17），小旋转杠杆（17）位于小调压气缸（15）的上方，小调压气缸（15）通过第二导气管（19）与气缸（1）的内部连通。8.根据权利要求7所述的一种气缸压力式疲劳加载装置，其特征是所述小螺旋式活塞顶杆（16）的上端开有大于小旋转杠杆（17）直径的孔洞，孔洞的方向与小螺旋式活塞顶杆（16）的长度方向垂直，小旋转杠杆（17）穿过孔洞贯穿小螺旋式活塞顶杆（16），小螺旋式活塞顶杆（16）的侧表面有外螺纹，小气缸顶盖（23）中心部位开有与小螺旋式活塞顶杆（16）的侧表面有外螺纹配合的螺纹孔；所述第二导气管（19）上串接有小气缸气压计阀门（27），小气缸气压计阀门（27）处也安装有气压计,小气缸气压计阀门（27）控制小调压气缸（15）内的气体向气缸（1）输出。9.一种利用气缸压力式疲劳加载装置进行疲劳加载的方法，其特征是包括：（1）按需求将凸轮机构中的下活塞顶杆（2）静置于上行极限值,调节大调压气缸（10）中大旋转杠杆（12）的位置，改变气缸（1）内压力，读取载荷传感器（6）的数值,当载荷传感器（6）的数值与所需加载的极限载荷值的误差在5%以内时,将大旋转杠杆（12）与大气缸顶盖（20）锁紧；（2）调节小调压气缸（15）中小旋转杠杆（17）的位置，大调压气缸（10）与小调压气缸（15）容积不同,小螺旋式活塞顶杆（16）与大螺旋式活塞顶杆（11）下降同样的高度, 小调压气缸（15）压力调节范围小于大调压气缸（10）,进一步微调气缸（1）内压力，读取载荷传感器（6）的数值,直至满足试件加载需求。10.如权利要求9所述的一种利用气缸压力式疲劳加载装置进行疲劳加载的方法，其特征是，还包括：（3）当需要对不同材质的试验构件进行测试，极限载荷值发生变化时，在不改变硬件装置结构的前提下，通过大调压系统和小调压系统改变气缸（1）的压力，即能够满足加载测试需求。
技术总结
本发明提出的是一种气缸压力式疲劳加载装置及加载方法，气缸压力式疲劳加载装置的结构包括主加载装置；所述主加载装置包括凸轮机构、气缸（1）、下活塞（2-1）、下活塞顶杆（2）、上活塞（5-1）、上活塞顶杆（5），下活塞（2-1）和上活塞（5-1）位于气缸（1）内，下活塞（2-1）和上活塞（5-1）之间有气压调节区，上活塞（5-1）位于下活塞（2-1）上方，上活塞（5-1）的上表面与上活塞顶杆（5）的下端连接，上活塞顶杆（5）穿过气缸（1）的顶部，下活塞（2-1）的下表面与下活塞顶杆（2）的上端连接，下活塞顶杆（2）穿过气缸（1）的底部，下活塞顶杆（2）的下端与凸轮机构相接。下活塞顶杆（2）的下端与凸轮机构相接。下活塞顶杆（2）的下端与凸轮机构相接。
技术研发人员：蔡晨宁 刘丽娜
受保护的技术使用者：南京航空航天大学金城学院
技术研发日：2022.02.25
技术公布日：2022/5/17