一种疲劳性能测试试验装置及方法与流程

本发明属于机械设计，涉及一种疲劳性能测试试验装置及方法，适用于超弹性橡胶材料拉伸疲劳测定和超弹性橡胶材料与金属粘接剪切疲劳的测定。

背景技术：

1、通过试验方法对超弹性橡胶材料疲劳性能进行测试，在标准gb/t1688-2008/iso6943:2007《硫化橡胶伸张疲劳的测定》中描述了反复拉伸变形条件下硫化橡胶疲劳测定方法，参考gb/t12830-2008/iso 1827:2007《硫化橡胶或热塑性橡胶与刚性板剪切模量和粘合强度的测定四板剪切法》中试样结构形式对于四块平行刚性板之间粘合的橡胶剪切疲劳性能进行测试。该疲劳试验需要设计专门的试验装置对试验试样装夹、加载。橡胶材料伸张和剪切疲劳测定的常规试验工装均是对单个试样进行装夹加载。在相应的测定标准中，对试样的数量有明确的数量要求(≮5件)，这就要求对每个试样逐个进行测定试验。由于疲劳试验周期较长，严重影响了疲劳试验机的工作效率，增加了试验成本。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种疲劳性能测试试验装置及方法，可同时安装多个试样进行疲劳性能测试，相互之间互不影响，有效提高了试验效率，降低了试验成本，缩短试验周期。

2、本发明解决技术的方案是：

3、第一方面，本发明提供一种疲劳性能测试试验装置，所述试验装置用于对橡胶材料拉伸疲劳性能进行测试；包括加载框、压紧机构和垫片；

4、两个加载框相对放置，每个加载框一端连接疲劳试验机，另一端设计为多个夹装接口，两个加载框的夹装接口一一对应，每个试样夹装在对应的一组夹装接口之间，每个夹装接口两侧均设计横向定位凸台，用于对试样进行限位；试样与夹装接口之间安装有垫片；压紧机构用于将试样压紧在夹装接口上。

5、优选的，压紧机构包括压紧螺栓和压板；

6、压板安装在夹装接口内，压紧试样，试样、垫片、压板、夹装接口的对应位置加工有压紧孔，压紧螺栓依次穿过所述压紧孔，将试样固定在加载框的夹装接口上。

7、优选的，两个加载框相对的两个面平行且侧面对齐。

8、优选的，横向定位凸台高于试样下方垫片厚度，低于试样下方垫片和试样压缩后的厚度和。

9、优选的，垫片材料为非金属材料。

10、第二方面，本发明提供一种橡胶材料拉伸疲劳性能测试方法，包括：

11、将两个加载框通过定位销固定在定位面板上，两个加载框相对的两个面平行且侧面对齐，两个加载框的夹装接口一一对应；

12、两个加载框之间放置厚度调节板，加载框的每个夹装接口上放置垫片，厚度调节板和垫片上表面平齐，厚度调节板和垫片上表面为待测试样的安装基准面；

13、在两个加载框相对应的一组夹装接口之间夹装一个待测试样，n组夹装接口安装n个待测试样，所述待测试样位于安装基准面上；

14、在待测试样上表面与夹装接口之间安装垫片；

15、通过压紧机构将待测试样压紧在夹装接口上；

16、拆除定位面板、定位销和厚度调节板；

17、利用疲劳试验机对两个加载框加载，两个加载框的相对位移量即为每个试样的伸长变形量，控制两个加载框的相对位移使得试样的伸长变形量为预设指标值，记录疲劳试验机加载次数，直至试样疲劳破坏，根据加载次数分析试样拉伸疲劳性能是否满足要求。

18、优选的，每个夹装接口两侧均设计横向定位凸台，用于对试样进行限位。

19、优选的，横向定位凸台高于靠近定位面板一侧的垫片厚度，低于靠近定位面板一侧的垫片和试样压缩后的厚度和。

20、第三方面，本发明提供一种疲劳性能测试试验装置，所述试验装置用于对橡胶材料剪切疲劳性能进行测试，包括两个加载框、压紧机构；

21、两个加载框相对放置，每个加载框一端连接疲劳试验机，另一端设计为多个夹装接口，两个加载框的夹装接口一一对应，每个试样夹装在对应的一组夹装接口之间，每个夹装接口两侧均设计横向定位凸台，用于对试样进行限位；压紧机构用于将试样压紧在夹装接口上。

22、优选的，压紧机构包括压紧螺栓和压板；

23、压板安装在夹装接口内，压紧试样，试样、压板、夹装接口的对应位置加工有压紧孔，压紧螺栓依次穿过所述压紧孔，将试样固定在加载框的夹装接口上。

24、优选的，两个加载框相对的两个面平行且侧面对齐。

25、第四方面，本发明提供一种橡胶材料剪切疲劳性能测试方法，包括：

26、将两个加载框通过定位销固定在定位面板上，两个加载框相对的两个面平行且侧面对齐，两个加载框的夹装接口一一对应；

27、在两个加载框相对应的一组夹装接口之间夹装一个待测试样，n组夹装接口安装n个待测试样；

28、通过压紧机构将试样压紧在夹装接口上；

29、拆除定位面板和定位销；

30、利用疲劳试验机对两个加载框加载，两个加载框的相对位移量即为每个试样的层间剪切位移量，控制两个加载框的相对位移使得试样的层间剪切位移量为预设指标值，记录疲劳试验机加载次数，直至试样疲劳破坏，根据加载次数分析试样剪切疲劳性能是否满足要求。

31、本发明与现有技术相比的有益效果是：

32、(1)本发明采用一套试验装置，一次性试验可同时对多个试样进行疲劳测定，在试验过程中，各试样疲劳测试结果相互独立，互不影响，有效提高了试验效率，降低了试验成本，缩短试验周期。

33、(2)本发明同时适用于硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸疲劳性能和硫化橡胶或热塑性橡胶与刚性板层间剪切疲劳性能的测定。

技术特征：

1.一种疲劳性能测试试验装置，其特征在于，所述试验装置用于对橡胶材料拉伸疲劳性能进行测试；包括加载框(1)、压紧机构和垫片(3)；

2.根据权利要求1所述的一种疲劳性能测试试验装置，其特征在于，压紧机构包括压紧螺栓(2)和压板(4)；

3.根据权利要求1所述的一种疲劳性能测试试验装置，其特征在于，两个加载框相对的两个面平行且侧面对齐。

4.根据权利要求1所述的一种疲劳性能测试试验装置，其特征在于，横向定位凸台高于试样下方垫片厚度，低于试样下方垫片和试样压缩后的厚度和。

5.根据权利要求1所述的一种疲劳性能测试试验装置，其特征在于，垫片材料为非金属材料。

6.一种橡胶材料拉伸疲劳性能测试方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的一种橡胶材料拉伸疲劳性能测试方法，其特征在于，每个夹装接口两侧均设计横向定位凸台，用于对试样进行限位。

8.根据权利要求7所述的一种橡胶材料拉伸疲劳性能测试方法，其特征在于，横向定位凸台高于靠近定位面板一侧的垫片厚度，低于靠近定位面板一侧的垫片和试样压缩后的厚度和。

9.一种疲劳性能测试试验装置，其特征在于，所述试验装置用于对橡胶材料剪切疲劳性能进行测试，包括两个加载框、压紧机构；

10.根据权利要求9所述的一种疲劳性能测试试验装置，其特征在于，压紧机构包括压紧螺栓(2)和压板(4)；

11.根据权利要求9所述的一种疲劳性能测试试验装置，其特征在于，两个加载框相对的两个面平行且侧面对齐。

12.一种橡胶材料剪切疲劳性能测试方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及一种疲劳性能测试试验装置及方法，属于机械设计技术领域。该试验装置用于对橡胶材料拉伸疲劳性能进行测试时，包括加载框、压紧机构和垫片；用于对橡胶材料剪切疲劳性能进行测试时，包括加载框、压紧机构。试验时，通过定位面板固定加载框，试样安装到位后，拆卸定位面板，利用疲劳试验机对两个加载框加载，实现拉伸疲劳性能测试或剪切疲劳性能测试。本发明可同时安装多个试样进行疲劳性能测试，相互之间互不影响，有效提高了试验效率，降低了试验成本，缩短试验周期。

技术研发人员：尤军峰,吴俊全,赵鉴超,徐国栋,赵康,刘鎏,王光煜
受保护的技术使用者：西安航天动力技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6