技术摘要：
本发明公开了一种适用于低温拉压疲劳测试的间隙消除装置，包括加长杆、套筒和转接块，所述加长杆通过螺纹与所述套筒连接；所述套筒一侧端通过所述螺纹与所述加长杆连接，所述套筒另一侧通过面接触与所述转接块连接；所述转接块一侧通过面接触与所述套筒连接，所述转接  全部
背景技术：
为了研究材料疲劳性能，通常会开展疲劳寿命测试，拉压疲劳测试是较为常见的 测试方式。与拉拉加载方式不同，拉压疲劳测试对测试装置的轴向间隙十分敏感，少量间隙 或局部窜动就会导致测试数据异常，甚至整个测试过程失败。为了测试材料在低温环境下 的疲劳性能，通常将被测材料置于环境箱中，通过延长杆完成试样装夹，但是延长杆自身间 隙，以及延长杆与试样连接处的间隙往往影响测试可靠性，甚至导致测试失败。在低温环境 下，传统的螺纹连接并不能很好地满足间隙控制的要求。随着测试温度降低，材料热胀冷缩 进一步增加螺纹间隙，导致在拉压载荷下发生局部轴向窜动，严重影响拉压疲劳寿命测试 结果。 经检索发现，目前拉压疲劳测试过程中消除间隙的方法和工装主要有以下几种： 一、采用空心加长杆，通过加长杆内部的顶杆顶住试样，依赖顶紧力克服加长杆与 试样之间的螺纹间隙，但是空心加长杆与内部顶杆之间依然采用螺纹连接。安装时，手工备 紧消除加长杆和顶杆之间的收缩间隙。随着温度下降，加长杆和顶杆之间出现收缩间隙，因 此需要在低温下再次手动备紧螺纹，操作难度较大。 二、利用外加液压装置消除间隙，即在加长杆一端配置液压顶升机构，在力控模式 下，通过液压装置移动来消除顶升杆与试样之间的螺纹间隙。当测试温度较高(一般-30℃ 以上)时，这种方法可以获得较为理想的效果；当测试温度较低时，液压装置中的液压油流 动性下降，顶紧效果难以保证。此外，这种方法装置结构复杂，成本较高。 三、为了避免低温收缩导致的螺纹间隙，有方法将螺纹连接转换为螺栓或销钉连 接，但是容易导致同轴度变差，引入外加扭矩，进而降低试样寿命。此外，该方法对加工精度 要求很高，装夹和拆卸过程均较为困难。 总之，在低温或超低温环境中进行拉压疲劳寿命测试，热胀冷缩导致装配间隙，局 部窜动影响加载过程，难以保证测试结果的可靠性。目前所采用的间隙控制方法均存在一 定程度的局限性，并没有从本质上解决间隙控制问题。 因此，本领域的技术人员致力于提供一种简易高效的低温拉压疲劳测试间隙控制 装置和方法，该方法简易高效地解决了低温拉压疲劳测试的间隙问题，且随着测试温度下 降，间隙消除效果越好，为超低温环境下的拉压疲劳测试提供了解决方案。本装置同时适用 于棒状和板状试样，使用广泛。
技术实现要素：
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何提供一种低温拉 压疲劳测试的间隙消除装置。 4 CN 111595695 A 说　明　书 2/4 页 为实现上述目的，本发明提供了一种简易高效的低温拉压疲劳测试间隙控制装 置，包括加长杆、套筒和转接块，所述加长杆通过螺纹与所述套筒连接；所述套筒一侧端通 过所述螺纹与所述加长杆连接，所述套筒另一侧通过面接触与所述转接块连接；所述转接 块一侧通过面接触与所述套筒连接，所述转接块另一侧通过定位槽与试样连接。 进一步地，所述加长杆为实心金属，所述加长杆直径大于所述套筒的壁厚，所述套 筒的壁厚是所述加长杆直径的0.1-0.2倍，所述套筒的长度是加长杆直径的2-4倍。 进一步地，所述套筒的内壁和所述转接块的外壁均是锥度相同的圆锥面，所述圆 锥面的锥度范围为1:0.5至 所述转接块的外圈直径小于所述套筒的内侧直径。 进一步地，所述套筒的线膨胀系数是所述加长杆和所述转接块的线膨胀系数的 1.3-1.7倍。 进一步地，所述加长杆和所述试样的接触端面的粗糙度等级应不大于1.6。 进一步地，所述试是圆棒状试样。 进一步地，所述试是板状试样。 一种适用低温拉压疲劳测试的间隙消除方法，包括以下步骤： 1)将所述试样通过螺纹拧入第一转接块，所述试样的端面超出所述第一转接块下 表面2-3mm； 2)将装有所述试样的所述第一转接块放置于第一加长杆上端面，通过所述第一转 接块下部的第一定位槽固定； 3)将第一套筒与所述第一加长杆和所述第一转接块连接并手动备紧； 4)将所述第一加长杆下端固定在疲劳机的可动夹持端上，将第二加长杆固定在所 述疲劳机的固定夹持端上，移动所述疲劳机的所述可动夹持端，将所述第一加长杆和所述 第二加长杆的端面距离调节为所述试样长度的2-3倍； 5)将第二套筒套入所述试样，通过螺纹连接第二转接块与所述试样，至所述试样 的端面超出所述第二转接块下表面2-3mm； 6)旋转所述第二转接块，通过第二定位槽控制所述第二转接块与所述第二加长杆 之间的径向距离，继续移动所述疲劳机的所述可动夹持端使所述试样与所述第二加长杆接 触，最后拧入所述第二套筒并手动备紧； 7)将所述试样和所述疲劳机一同置入低温环境箱，启动低温拉压疲劳试验。 进一步地，所述步骤6中的第一加长杆固定在所述疲劳机的可动夹持端上，使用力 控模式缓慢移动试样靠近第二加长杆，直至所述试样与所述第二加长杆相接触，载荷设为- 0.2kN； 进一步地，所述步骤6中的所述第二套筒和所述第二加长杆螺纹连接，保持力控模 式，载荷为0kN。 本发明的方法和装置与现有技术相比，利用不同材料的线膨胀系数差异和不同结 构低温收缩特性差异形成径向压紧力，并通过锥形接触面转换为轴向压紧力，同时消除低 温收缩导致的径向和轴向间隙，在保证对中性的前提下避免轴向窜动。操作时，只需在室温 环境下装夹备紧，将装置和试样一起置于低温环境箱后，通过热胀冷缩自行消除螺纹间隙， 无需低温环境中的人工操作，具有结构简单、性价比高、操作方便等优点。 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以 5 CN 111595695 A 说　明　书 3/4 页 充分地了解本发明的目的、特征和效果。 附图说明 图1是本发明的一个较佳实施例的整体工装示意图； 图2是本发明的一个较佳实施例的局部工作结构图； 图3是本发明的一个较佳实施例的加长杆结构图； 图4是本发明的一个较佳实施例的套筒结构图； 图5是本发明的一个较佳实施例的转接块结构图； 图6是使用传统装置进行低温拉压疲劳测试的磁滞回线图； 图7是使用本发明装置进行低温拉压疲劳测试的磁滞回线图。