(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 202210988696.8 (22)申请日 2022.08.17 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 孙世伟　时起珍　石艳霞　孙新杨　 王忠宇　陈璐璐　王子钰　 (74)专利代理 机构 哈尔滨龙 科专利代理有限公 司 23206 专利代理师 高媛 (51)Int.Cl. G01N 3/32(2006.01) G01N 3/24(2006.01) G01N 3/26(2006.01) G01N 3/02(2006.01)G01N 3/04(2006.01) (54)发明名称 基于多轴疲劳试验机的棒状试件湿热-剪扭 耦合试验 装置 (57)摘要 基于多轴疲劳试验机的棒状试件湿热 ‑剪扭 耦合试验装置， 属于剪扭耦合试验装置技术领 域。 剪扭耦合试验装置总装装在湿热箱内， 剪扭 耦合试验装置总装的两个管型剪力叉的管腔内 均夹紧固定有承力轴承， 两个承力轴承上下同轴 设置， 位于上方的管型剪力叉与H型转接头可拆 卸固接， H 型转接头与转力轴架可拆卸固接， 位于 下方的管型剪力叉与L型夹头 可拆卸固接， L型夹 头上固定穿有转力轴一， 转力轴架上固定穿有转 力轴三， H 型转接头上固定穿有 转力轴二， 传力履 带一端套装在转力轴一上， 另一端绕过转力轴三 后套装在转力轴二上； 湿热箱上开有橡胶安装 孔； 试验时， 将棒状试验件紧密穿过两个承力轴 承。 本发明用于棒状试验件湿热环 境剪扭耦合试 验。 权利要求书1页 说明书4页 附图6页 CN 115266432 A 2022.11.01 CN 115266432 A 1.一种基于多轴疲劳试验机的棒状试件湿热 ‑剪扭耦合试验装置， 其特征在于： 包括湿 热箱(18)及装在湿热箱(18)内的剪扭耦合试验装置总装(21)， 剪扭耦合试验装置总装(21) 包括L型夹头(1)、 转力轴架(5)、 H型转接头(6)、 连接轴(10)、 两个管型剪力叉(2)、 两个承力 轴承(3)、 四根转力轴(4)及两根传力履带(8)； 四根转力轴分别是转力轴一(4 ‑1)、 转力轴二 (4‑2)及两根 转力轴三(4 ‑3)； 两个管型剪力叉(2)的管腔内均夹紧固定有承力轴承(3)， 两个承力轴承(3)上下同轴 设置， 棒状试验件(9)紧密穿过两个承力轴承(3)， 位于上方的管型剪力 叉(2)与H型转接头 (6)可拆卸固定连接， H型转接头(6)与转力轴架(5)可拆卸固定连接， 位于下方的管型剪力 叉(2)与L型夹头(1)可拆卸固定连接， L型夹头(1)的竖直杆上水平固定穿有转力轴一(4 ‑ 1)， 转力轴架(5)上水平固定穿有两根转力轴三(4 ‑3)， 两根转力轴三(4 ‑3)上下对应设置， H 型转接头(6)上水平 固定穿有转力轴 二(4‑2)， 四根转力轴均平行设置， 四根转力轴两侧各 设有一根传力履带(8)， 每根传力履带(8)一端套装在转力轴一(4 ‑1)上， 每根传力履带(8) 另一端绕过两根转力轴三(4 ‑3)后套装在转力轴二(4 ‑2)上； 转力轴架(5)外侧壁固定有连 接轴(10)； 湿热箱(18)上、 下侧壁上分别开有用来插入多轴疲劳试验机(19)上下作动筒的 橡胶安装孔一(17)； 湿热箱(18)左侧壁 或右侧壁上开有用来插入多轴疲劳试验机(19)侧向 作动筒的橡胶安装孔 二(21)。 2.根据权利要求1所述的基于多轴疲劳试验机的棒状试件湿热 ‑剪扭耦合试验装置， 其 特征在于： 两个管型剪力叉(2)结构相同， 管型剪力叉(2)一端为夹持柄(2 ‑1)， 管型剪力叉 (2)上设有管腔(2 ‑2)， 管型剪力叉(2)另一端中部设有通至管腔(2 ‑2)的开口槽(2 ‑3)， 管腔 (2‑2)内壁上与开口槽(2 ‑3)相对应处设有长槽(2 ‑4)， 开口槽(2 ‑3)的侧壁以及长槽(2 ‑4) 的侧壁上分别设有多个通孔四， 通孔四内穿入螺栓(11)， 承力轴承(3)通过与螺栓(11)旋合 连接的螺母(7)夹紧 固定在管腔(2 ‑2)内。 3.根据权利要求2所述的基于多轴疲劳试验机的棒状试件湿热 ‑剪扭耦合试验装置， 其 特征在于： L型夹头(1)的水平杆端面的中部设有夹槽(1 ‑1)， 位于下方的管型剪力叉(2)的 夹持柄(2 ‑1)可拆卸夹紧固定在L型夹头(1)的夹槽(1 ‑1)内； 位于上方的管型剪力叉(2)的 夹持柄(2 ‑1)可拆卸夹紧 固定在H型转接 头(6)端口内。 4.根据权利要求1所述的基于多轴疲劳试验机的棒状试件湿热 ‑剪扭耦合试验装置， 其 特征在于： 两条传力履带(8)均为金属履带。 5.根据权利要求1所述的基于多轴疲劳试验机的棒状试件湿热 ‑剪扭耦合试验装置， 其 特征在于： 湿热箱(18)包括承力架(15)、 侧板、 加热板(16)及保温棉(14)； 承力架(15)通过可拆卸的侧板封闭， 侧板内表面固定有加热板(16)； 侧板外表面固定 有保温棉(14)， 湿热箱(18)的前后侧壁上分别 开有透明玻璃观察孔(20)， 湿热箱(18)底部 开有加湿孔(12)。 6.根据权利要求1或5所述的基于多轴疲劳试验机的棒状试件湿热 ‑剪扭耦合试验装 置， 其特征在于： 湿热箱(15)上侧壁 安装有压力阀(13)。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115266432 A 2基于多轴疲劳试验机的棒 状试件湿热 ‑剪扭耦合试验装 置 技术领域 [0001]本发明属于剪扭耦合试验装置技术领域， 具体涉及一种基于多轴疲劳试验机的棒 状试件湿热 ‑剪扭耦合试验 装置。 背景技术 [0002]棒状固体材料试验件常常能够用于研究拉伸、 剪切、 弯曲、 扭转等试验， 但是棒状 固体材料试验件的剪切 ‑扭转耦合试验， 特别是在不同湿度和不同温度条件下的剪切 ‑扭转 耦合试验的研究一 直是一个难点。 [0003]授权公告号为CN20636262 4U、 授权公告日为2017年07月28日、 名称为 “一种小角散 射研究煤岩材料纳观压剪扭装置 ”的实用新型专利， 可适用于在纳米尺度下 的煤岩材料 的 压缩、 剪切和扭转试验。 但是此试验系统结构较为复杂， 试验件尺度极小， 且并未完成剪切 和扭转载荷的复合施加， 亦不能提供湿热环境试验条件。 因此， 提供一种安装方便、 试验效 率高、 可完成剪切和扭转载荷的复合施加且能提供湿热环境试验条件的试验装置， 对于棒 状试验件的湿热环境剪扭耦合试验具有重要意 义。 发明内容 [0004]本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述不足， 提供一种基于多轴疲劳试验 机的棒状试件湿热 ‑剪扭耦合试验装置， 该装置不仅可以适用于不同直径的棒状试验件的 剪切‑扭转耦合试验， 而且 具有安装方便、 试验效率高、 能提供湿热环境、 适用于 静态和疲劳 试验的特点， 易于实现棒状试验 件的批量剪扭耦合试验。 [0005]为实现上述目的， 本发明的技 术方案是： [0006]基于多轴疲劳试验机 的棒状试件湿热 ‑剪扭耦合试验装置， 包括湿热箱及装在湿 热箱内的剪扭耦合试验装置总装， 剪扭耦合试验装置总装包括L型夹头、 转力轴架、 H型转接 头、 连接轴、 两个管型剪力叉、 两个承力轴承、 四根转力轴及两根传力履带； 四根转力轴分别 是转力轴一、 转力轴二及两根 转力轴三； [0007]两个管型剪力叉的管腔内均夹紧固定有承力轴承， 两个承力轴承上下同轴设置， 棒状试验件紧密穿过两个承力轴承， 位于上方的管型剪力叉与H型转接头可拆卸固定连接， H型转接头与转力轴架可拆卸固定连接， 位于下方的管型剪力叉与L型夹头可拆卸固定连 接， L型夹头的竖直杆上水平固定穿有转力轴一， 转力轴架上水平固定穿有两根转力轴三， 两根转力轴三上下对应设置， H型转接头上水平固定穿有转力轴二， 四根转力轴均平行设 置， 四根转力轴两侧各设有一根传力履带， 每根传力履带一端套装在转力轴一上， 每根传力 履带另一端绕过两根转力轴三后套装在转力轴二上； 转力轴架外侧 壁固定有连接轴； 湿热 箱上、 下侧 壁上分别开有用来插入多轴疲劳试验机上下作动筒的橡胶安装孔一； 湿热箱左 侧壁或右侧壁上开有用来插 入多轴疲劳试验机侧向作动筒的橡胶安装孔 二。 [0008]进一步的是， 两个管型剪力叉结构相同， 管型剪力叉一端为夹持柄， 管型剪力叉上 设有管腔， 管型剪力叉另一端中部设有通至管腔的开口槽， 管腔 内壁上与开口槽相对应处说　明　书 1/4 页 3 CN 115266432 A 3