(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 202211176101.5 (22)申请日 2022.09.26 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 刘震涛　任思嘉　张宇　颜睿东　 张威　 (74)专利代理 机构 杭州中利知识产权代理事务 所(普通合伙) 33301 专利代理师 韩洪 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) G01N 3/10(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/06(2006.01) (54)发明名称 基于应变等效的保载测试方法 (57)摘要 本发明提出了一种基于应变等效的保载测 试方法， 包括以下步骤： S1.将第一应变片贴在样 件上， 将待测试的样件固定在夹持机构上； S2.采 用疲劳拉伸仪器对夹持机构施加拉伸力， 并保持 拉伸力不变， 记录样件的应变值为a； S3.开始疲 劳拉伸仪器 拉伸力的卸载， 在卸力的过程中通过 粗调顶升机构等效替换疲劳拉伸仪器的拉伸力， 同时该过程保持应变值始终低于a， 直至完全卸 载拉伸力； S4.通过精调顶升机构对夹持机构施 加作用力， 调整替换疲劳拉伸仪器的拉伸力， 直 至应变值稳定为a； S5.将夹持机构从疲 劳拉伸仪 器上拆卸下来， 将样件放在显微镜下观察。 该方 法可确保样件在拆卸及裂纹观测的过程中始终 处于保载状态， 避免了裂纹闭合效应的影响， 提 高了寿命预测精度。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 115508183 A 2022.12.23 CN 115508183 A 1.一种基于应 变等效的保载测试 方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1.将第一应 变片(3)贴在样件(4)上， 将待测试的样件(4)固定在夹持机构(1)上； S2.当需要观测裂纹长度 时， 采用疲劳拉伸仪器对夹持机构(1)上的样件(4)施加拉伸 力， 并保持疲劳拉伸仪器的拉伸力不变， 记录第一应变片(3)所检测的样件(4)的应变值为 a； S3.开始疲劳拉伸仪器拉伸力的卸载， 并在 拉伸力卸载的过程中通过粗调顶升机构(2) 对夹持机构(1)施加作用力， 等效替换疲劳拉伸仪器的拉伸力， 且等效过程中保持第一应变 片(3)的应 变值始终低于a， 直至疲劳拉伸仪器完全卸载拉伸力； S4.通过精调顶升机构(5)对夹持机构(1)施加作用力， 调整替换疲劳拉伸仪器的拉伸 力， 直至第一应 变片(3)的应 变值稳定为a； S5.将夹持机构(1)从疲劳拉伸仪器上拆卸下来， 将 样件(4)放在显微镜下观察。 2.如权利要求1所述的一种基于应变等效的保载测试方法， 其特征在于： 步骤S1中， 所 述待测试的样件(4)固定在夹持机构(1)的中心处。 3.如权利要求1所述的一种基于应变等效的保载测试方法， 其特征在于： 步骤S1中， 所 述第一应 变片(3)贴靠在样件(4)的侧面中心处。 4.如权利要求1所述的一种基于应变等效的保载测试方法， 其特征在于： 步骤S3中， 等 效过程中保持第一应 变片(3)的应 变值始终处于(a ‑10 μm)～(a ‑5 μm)的范围内。 5.如权利要求1所述的一种基于应变等效的保载测试方法， 其特征在于： 所述粗调顶升 机构(2)、 精调顶升 机构(5)未升起时， 不对夹持机构(1)施加使其被拉伸的作用力。 6.如权利要求1所述的一种基于应变等效的保载测试方法， 其特征在于： 所述粗调顶升 机构(2)、 精调顶升机构(5)未升起时， 两者的顶升端与夹持机构(1)之间保持1～3mm的间 隙。 7.如权利要求1所述的一种基于应变等效的保载测试方法， 其特征在于： 所述粗调顶升 机构(2)、 所述精调顶升 机构(5)均配设在夹持机构(1)上。 8.如权利要求1或7所述的一种基于应变等效的保载测试方法， 其特征在于： 所述粗调 顶升机构(2)包括两个分别对称设置在样件(4)两侧的第一调节机构， 两个第一调节机构每 次升降的幅度相同。 9.如权利要求8所述的一种基于应变等效的保载测试方法， 其特征在于： 所述第 一调节 机构为液压千斤顶， 两个液压千斤顶采用一个液压泵同时控制， 使得两个液压千斤顶每次 升降的幅度相同。 10.如权利要求1或7所述的一种基于应变等效的保载测试方法， 其特征在于： 所述精调 顶升机构(5)包括两个分别对称设置在样件(4)两侧的第二调节机构， 两个第一调节机构每 次升降的幅度相同。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115508183 A 2基于应变等效的保 载测试方 法 【技术领域】 [0001]本发明涉及车辆零部件寿命预测的技术领域， 特别是一种基于应变等效的保载测 试方法。 【背景技术】 [0002]由于在传统的车辆整车耐久性设计及实验要求中， 实验测试部门并不倾向于采用 寿命预测实验， 这导致用户在车辆服役 的过程中并不清楚零部件准确的剩余寿命值。 当面 对有明显失效倾向零部件的场景时， 为了确保在服役过程中零部件不发生报废的情况， 往 往直接对剩余寿命符合要求的可用零部件进行更换， 造成了大量不必要的零部件浪费， 增 加了制造成本， 因此实现对车辆零部件剩余寿命的精确预测具有较高的理论价值和实用价 值。 [0003]实现对寿命精确测定的关键在于对门槛值的精确测定， 目前测定门槛值方式主要 分为以下三种： [0004]1、 第一种是使用浙江大学桐庐高温合金实验室自主研发的原位机器进行观测， 该 机器能够实时地对样件微观组织的演化行为及失效断裂过程进行原 位观察与 记录， 通过该 方式可以提高裂纹测试的精度， 使测试的门槛值更加逼近于真实值。 但是， 由于该原位机器 是将拉伸装置放置在扫描电子显微镜中进行实验及观测， 因此使用该方法有以下不足： 第 一， 出于对电子显微镜的保护， 该原 位机器只能在较低的加载频率下开展疲劳试验， 并且目 前此原位拉伸机器所能加载的拉伸波 形只是一种近似于正弦形状的波 形， 无法模拟实际工 况， 不能满足实际工况的试验要求； 第二， 由于装置设计的空间局限性， 因此原位机器对样 件尺寸要求较高， 即只能测试较小尺 寸样件的门槛值， 不能实现对工程结构件的性能测试； 第三， 由于原位机器要求试验全程处于一个绝对真空的环境中， 因此试验不能模拟腐蚀、 振 动、 摇摆等实际工程环境， 无法真正结合到工程应用的场景中去； 第四， 由于原位机器设计 较为复杂， 对测试时实验要求比较高， 且需要定时对电子显微镜进 行修理与保养， 因此研制 与使用原位机器的人力、 物力成本较高。 [0005]2、 第二种是在拉伸仪器保载(即夹持样件)的状态下， 测试员使用低倍显微镜直接 在拉伸仪器上进行样件裂纹长度的测量(倍显微镜无法调整目镜来对准拉伸仪器进行观 测)， 但是由于低倍显微镜的观测精度较低， 在实验次数较少的情况下很难捕捉到裂纹长度 差相隔很近的点(即门槛值)， 一般需要实验很多个周次后才能看到裂纹长度的变化， 这会 直接导致测试所得到的门槛值与实际的门槛值相差较大的情况， 造成寿命预测结果不准 确， 并且通过 此种方式进行实验 还会增加实验的循环周次， 提高了时间成本 。 [0006]3、 第三种是在拉伸仪器卸载力(即不夹持试样)的状态下， 测试员将试验后的样件 拆卸下来放在电子显微镜下进行裂纹长度的观测， 但是在这个过程中， 拆卸 前后样件的受 力状态发生改变， 即卸力后的裂纹尖端处于一个不受外力支持的状态下， 此时裂纹尖端附 近的弹性区将会对塑性区的塑变产生约束作用， 使得已经开裂的裂纹上下表面有闭合的趋 势， 同时裂纹尖端的形状发生不可逆的变化， 该样件也无法再投入到下一次裂纹实验的使说　明　书 1/6 页 3 CN 115508183 A 3