(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 202211381908.2 (22)申请日 2022.11.07 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园 (72)发明人 海乐天　班慧勇　杨晓峰　黄晨阳　 (74)专利代理 机构 北京华进京联知识产权代理 有限公司 1 1606 专利代理师 刘葛 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/32(2006.01) (54)发明名称 一种金属疲劳试验偏心加载辅助装置 (57)摘要 本发明涉及一种金属疲劳试验偏心加载辅 助装置， 包括加载头开设有夹持槽； 加载头开设 有第一安装孔， 第一安装孔连通夹持槽， 加载头 的相对两侧还分别开设有均连通所述夹持槽的 第一调节 孔和第二调节孔； 第一固定柱与所述第 一安装孔插接装配， 第一固定柱的至少一部分位 于所述夹持槽内， 用于固定穿接疲劳试样件上的 试样孔； 至少一个第一调节件和至少一个第二调 节件， 都装配在所述第二调节孔内， 用于共同夹 持疲劳试样件。 可通过调整两侧第一条调节件和 第二调节件拧入加载头的距离， 来调整疲劳试样 试样孔和第一固定柱的接触面大小， 进而调整疲 劳荷载施加在试样厚度方向上的位置， 从而获取 不同的荷载偏心 距。 权利要求书1页 说明书7页 附图4页 CN 115420592 A 2022.12.02 CN 115420592 A 1.一种金属疲劳试验偏心加载辅助装置， 其特 征在于， 包括： 加载头， 所述加载头开设有夹持槽； 其中， 所述加载头开设有第一安装孔， 所述第一安 装孔连通所述夹持槽， 所述加载头的相对两侧还分别开设有第一调节孔和第二调节孔， 所 述第一调节孔和所述第二调节孔均连通所述夹持槽； 第一固定柱， 所述第一固定柱与所述第一安装孔插接装配， 且所述第一固定柱的至少 一部分位于所述夹持槽内， 用于固定穿接疲劳试样件上的试样孔； 至少一个第一调节件， 所述第一调节件活动装配在所述第一调节孔内； 至少一个第二调节件， 所述第二调节件活动装配在所述第二调节孔内， 所述第一调节 件和所述第二调节件用于共同夹持疲劳试样件。 2.根据权利要求1所述的金属疲劳试验偏心加载辅助装置， 其特 征在于， 包括： 第二固定柱， 所述加载头开设有第二安装孔， 所述第一安装孔和所述第二安装孔分别 开设在所述加载头的相对两侧， 所述第二安装孔连通所述夹持槽， 所述第二固定柱与所述 第二安装孔插接装配， 且所述第二固定柱的至少一部分位于所述夹持槽内。 3.根据权利要求2所述的金属疲劳试验偏心加载辅助装置， 其特征在于， 所述第 一固定 柱上开设有第一销轴孔， 所述第二固定柱上开设第二销轴孔， 所述加载头上开设有第三销 轴孔和第四销轴孔， 其中， 所述第一销轴孔和所述第三销轴孔中穿插有第一销轴， 所述第一 固定柱通过所述第一销轴固定装配在所述第一安装孔内， 所述第二销轴孔和所述第四销轴 孔中穿插有第二销轴， 所述第二固定柱通过 所述第二销轴固定装配在所述第二 安装孔内。 4.根据权利要求3所述的金属疲劳试验偏心加载辅助装置， 其特征在于， 所述第 一固定 柱上开设有轴向贯 通孔， 所述第二固定柱与所述第一固定柱的轴向贯 通孔插接装配。 5.根据权利要求4所述的金属疲劳试验偏心加载辅助装置， 其特征在于， 所述第 二固定 柱上开设第 五销轴孔， 所述第一销轴与所述第一销轴孔、 所述第三销轴孔和所述第 五销轴 孔插接装配， 所述第一固定柱和所述第二固定柱通过 所述第一销轴相对固定 。 6.根据权利要求4所述的金属疲劳试验偏心加载辅助装置， 其特征在于， 所述第 一固定 柱的长度小于所述第二固定柱的长度。 7.根据权利要求2所述的金属疲劳试验偏心加载辅助装置， 其特征在于， 所述第 一固定 柱的横截面和所述第一安装孔的孔型均为椭圆形； 和/或， 所述第二固定柱的横截面和所述 第二安装孔的孔型均为椭圆形。 8.根据权利要求2所述的金属疲劳试验偏心加载辅助装置， 其特征在于， 所述加载头包 括底板以及垂直设置在所述底板上的两个侧板， 所述底板以及两个所述侧板之 间构建出所 述夹持槽， 所述第一安装孔和所述第二安装孔分别开设在两个所述侧板上， 所述第一调节 孔和所述第二调节孔分别开设在两个所述侧板上。 9.根据权利要求1所述的金属疲劳试验偏心加载辅助装置， 其特征在于， 所述第 一调节 件和所述第二调节件为螺栓件， 所述第一调节孔和所述第二调节孔为螺纹孔， 所述第一调 节件与所述第一调节孔螺纹 活动连接， 所述第二调节件与所述第二调节孔螺纹 活动连接 。 10.根据权利要求1所述的金属疲劳试验偏心加载辅助装置， 其特征在于， 所述加载头 上设置有夹持端板， 所述夹持端板用于连接 夹具。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115420592 A 2一种金属疲劳试验偏心加载辅助装 置 技术领域 [0001]本发明涉及金属加工设备技术领域， 特别是涉及 一种金属疲劳试验偏心加载辅助 装置。 背景技术 [0002]金属疲劳是指材料、 零构件在循环应力或循环应变作用下， 在一处或几处逐渐产 生局部永久性累积损伤， 经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。 当材料 和结构受到多次重复变化的载荷作用后， 应力值虽然始终没有超过材料 的强度极限， 甚至 比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏， 这种在交变载荷重复作用下材料和结构的破坏 现象， 就叫做金属的疲劳破坏。 金属疲劳试验是指通过金属材料实验测定金属材料的σ ‑1， 绘制材料的S ‑N曲线， 进而观 察疲劳破坏现象和断口特征， 进而 学会对称 循环下测定金属材 料疲劳极限的方法， 是判断金属制品质量的重要指标。 [0003]在开展复合金属材料疲劳试验时， 不同的研究内容会对外荷载加载点距离几何中 心的距离提出多样化的需求， 因此试验研究亟待偏心可调式加载辅助装置的研发。 当前金 属疲劳试验通常采用液压夹头夹持金属疲劳试件， 该夹持方式采用夹头与疲劳试件的接触 面摩擦力来传递试验荷载， 荷载仅能作用于疲劳试件板厚中面 （几何中面） 位置， 无法根据 需要沿着板厚方向调整荷载作用位置。 对于双金属复合钢 材、 功能梯度材料等力学行为沿 厚度方向存在变化的材料， 疲劳试样的物理中面与几何中面不重合， 试验需要根据具体材 料性能来自定义外荷载在厚度方向上 的施加位置。 因此， 当前金属 疲劳试验加载装置无法 满足以上复合材 料的试验需求。 发明内容 [0004]基于此， 有必要针对如何根据具体材料性能来自定义外荷载在厚度方向上的施加 位置问题， 提供一种金属疲劳试验偏心加载辅助装置 。 [0005]一种金属疲劳试验偏心加载辅助装置， 其特 征在于， 包括： 加载头， 所述加载头开设有夹持槽； 其中， 所述加载头开设有第一安装孔， 所述第 一安装孔连通所述夹持槽， 所述加载头的相对两侧还分别开设有第一调节孔和第二调节 孔， 所述第一调节孔和所述第二调节孔均连通所述夹持槽； 第一固定柱， 所述第一固定柱与所述第一安装孔插接装配， 且所述第一固定柱的 至少一部分位于所述夹持槽内， 用于固定穿接疲劳试样件上的试样孔； 至少一个第一调节件， 所述第一调节件活动装配在所述第一调节孔内； 至少一个第二调节件， 所述第二调节件活动装配在所述第二调节孔内， 所述第一 调节件和所述第二调节件用于共同夹持疲劳试样件。 [0006]在其中一个实施例中， 还包括： 第二固定柱， 所述加载头开设有第二安装孔， 所述 第一安装孔和所述第二安装孔分别开设在所述加载头的相对两侧， 所述第二安装孔连通所 述夹持槽， 所述第二固定柱与所述第二安装孔插接装配， 且所述第二固定柱的至少一部分说　明　书 1/7 页 3 CN 115420592 A 3