(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 202210443547.3 (22)申请日 2022.04.25 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 魏大盛　张洪恺　王彤晖　王延荣　 (74)专利代理 机构 北京永创新实专利事务所 11121 专利代理师 周长琪 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01M 15/02(2006.01) G01M 15/14(2006.01) (54)发明名称 一种可控微滑动量的微动疲劳试验 件结构 (57)摘要 本发明公开一种可控微滑动量的微动疲劳 试验件结构， 包括循环拉伸结构与微动压块； 循 环拉伸段两端通过设计螺纹段连接拉伸试验机 提供载荷F； 同时相对两侧上对称设计条形凸起； 分别与微动压块接触面上前方凹槽配合， 并通过 提供压力P将微动压块压在循环拉伸段侧壁上。 微动压块接触面后方还设计凹槽将微动压块分 为前接触区与后接触区。 在F与P的共同作用下， 微动压块后接触区拉伸试验件中后接触段接触 区域产生可控微滑动量， 并且此微滑动量随着F 增加或P减小而增大。 本发明可 以实现对微动疲 劳试验过程中的微滑动量进行控制， 提高微动疲 劳试验控制精度， 进 而提高寿 命预测精度。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114965041 A 2022.08.30 CN 114965041 A 1.一种可控微滑动量的微动疲劳试验件结构， 其特征在于： 包括循环拉伸结构与微动 压块； 所述循环拉伸结构前后两端接接螺纹段连接拉伸试验机； 相对两侧上对称设计有沿 左右方向的条 形凸起； 微动压块一侧面为与循环拉伸结构侧壁配合的接触面， 其上由前至后设计两个凹槽， 前方凹槽与条 形凸起配合； 后方凹槽将微动压块分为前接触区与后接触区； 上述微动压块为两个， 通过前方凹槽与循环拉伸结构上的条形凸起配合， 使微动压块 的接触面与循环拉伸结构侧壁接触， 并向两个微动压块提供压力P； 拉伸试验件通过两端螺 纹段与单轴疲劳试验机之 间螺纹连接， 由单轴疲劳试验机向拉伸试验件一端施加载荷F； 在 F与P的共同作用下， 微动压块后接触区拉伸试验件中后接触段接触区域产生可控微滑动 量， 并且此微滑动量随着F增 加或P减小 而增大。 2.如权利要求1所述一种可控微滑动量的微动 疲劳试验件结构， 其特征在于： 循环拉伸 结构为矩形板状结构， 前后两端通过过渡段将两端矩形端面过渡至圆形端面连接柱状螺纹 连接端， 形成哑铃结构。 3.如权利要求1所述一种可控微滑动量的微动 疲劳试验件结构， 其特征在于： 循环拉伸 结构由前至后分为前中后三段； 其中， 中段宽度大于前后两段。 4.如权利要求1所述一种可控微滑动量的微动 疲劳试验件结构， 其特征在于： 条形凸起 位置位于循环拉伸结构的中心偏前位置 。 5.如权利要求1所述一种可控微滑动量的微动 疲劳试验件结构， 其特征在于： 微动压块 上的前方凹槽深度大于条 形凸起的高度。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114965041 A 2一种可控微滑动量的微动疲劳试验件结构 技术领域 [0001]本发明属于机械结构强度考核和模拟件设计的技术领域， 特别涉及一种可控微滑 动量的微动疲劳试验 件结构， 适用于单轴疲劳试验机 。 背景技术 [0002]目前， 在航空发动机上， 相当一部分连接部件存在微动疲劳现象， 如压气机和涡轮 的榫连结构、 机匣的螺栓结构、 盘和轴的连接等。 为保证这些部件连接之间的工作安全， 通 常要对其进 行强度考核 试验， 尤其是微动条件下疲劳强度考核。 而对于这些连接部件而言， 开展寿命 预测工作， 需要基础数据作为支撑， 开展微动疲劳试验时， 试验测试中存在很多不 可控因素， 定量描述 微动的影响是微动疲劳寿命预测的一个关键方面。 [0003]以航空发动机叶盘榫连接结构为例， 在飞机起飞或降落阶段， 转速 的改变导致离 心力的改变， 离心力的变化导致榫头与榫槽接触表面 发生相对微滑动， 因此， 对 该类榫连结 构疲劳寿命的研究实质上是个微动疲劳问题， 其基础试验数据应通过微动疲劳试验件获 得。 通过合理设计， 使 得微动疲劳试验件危险点处的应力分量、 应力 梯度以及微滑动量能够 反映特定微动条件下接触及微动状态， 进而将这些基础数据用于榫连接结构的微动疲劳寿 命预测。 [0004]对于传统的桥式 ‑平板微动疲劳试验件， 不仅需要额外施加压力的设备， 而且需要 对试验件进行两端加载， 才能观察到微滑动量并开展微动疲劳试验， 但其一个显著的缺点 是微滑动量的大小不可控。 为了使微动疲劳试验件加载方便、 操作简单， 使其能够在单向拉 伸的试验设备上进行微动疲劳试验， 就需要对试验件进行合理设计， 使得试验件在受到单 向拉伸的条件下， 考核点出现可控制的微滑动量。 进而， 在单轴疲劳试验机上对微动疲劳试 验件进行疲劳试验， 记录试验件形成疲劳裂纹所需要的载荷循环 次数， 根据试验所得数据 来预测榫连结构的疲劳寿命。 进一步， 还可以通过对微动疲劳试验件几何尺寸和载荷的调 节， 使得考核点处的应力状态及微滑动量与榫连接结构的应力状态及微滑动量一致， 设计 出榫连接结构的微动疲劳模拟件。 发明内容 [0005]针对航空发动机中零部件连接之间的典型微动现象， 本发明提出一种通过几何结 构和双向加载控制微滑动量的试验件结构， 目的在于通过此微动疲劳试验件获取微动疲劳 基础数据， 并开展榫连接结构微动疲劳寿命预测。 [0006]本发明可控微滑动量的微动疲劳试验 件结构， 包括循环拉伸结构与微动压块。 [0007]所述循环 拉伸结构前后两端接接螺纹段； 相对两侧上对称设计有 沿左右方向的条 形凸起。 [0008]微动压块一侧面为与循环 拉伸结构侧壁配合的接触面， 其上由前至后设计两个 凹 槽， 前方凹槽与条 形凸起配合； 后方凹槽将微动压块分为前接触区与后接触区。 [0009]上述微动压块为两个， 通过前方凹槽与循环拉伸结构上的条形凸起配合， 使微动说　明　书 1/4 页 3 CN 114965041 A 3