1.一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置,其特征在于,包括:超声振动疲劳载荷加载系统(1),所述超声振动疲劳载荷加载系统(1)包括换能器(12)以及施力件(14);所述换能器(12)用于转变超声波信号并通过所述施力件(14)改变试样(6)的振动振幅和周期;预应力加载装置(2),所述预应力加载装置(2)用于施加给所述试样(6)第一预应力与第二预应力,对其进行静态拉伸;控制系统(9),所述控制系统(9)用于驱动并控制所述超声振动疲劳载荷加载系统(1)与预应力加载装置(2)。
2.根据权利要求1所述的一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置,其特征在于,所述换能器(12)还包括压电材料(13),所述压电材料(13)能在其延伸方向进行伸缩;所述换能器(12)用于接收超声波发生器(11)发送的电信号,并将其转变为所述压电材料(13)在其延伸方向的伸缩运动以使所述施力件(14)对所述试样(6)进行施加作用力。
3.根据权利要求1所述的一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置,其特征在于,所述预应力加载装置(2)还包括动力源(7)、第一动力件(71)、第二动力件(72)、第一夹头(21)、第二夹头(22)与底座(61),所述第一夹头(21)与第二夹头(22)呈预设距离设置在所述底座(61)上,并分布在所述试样(6)的两侧,用于夹持所述试样(6)。
4.根据权利要求3所述的一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置,其特征在于,所述第一夹头(21)包括第一杆体(212)以及第一夹持部(211),所述第一夹持部(211)设有所述第二动力件(72);所述第二夹头(22)包括第二杆体(222)以及第二夹持部(221)。
5.根据权利要求4所述的一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置,其特征在于,所述底座(61)还设有能够配合所述第一杆体(212)进行移动的滑槽(62)。
6.根据权利要求5所述的一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置,其特征在于,所述第一动力件(71)采用伸缩件,所述伸缩件与所述第一杆体(212)固定连接;所述动力源(7)驱动所述伸缩件的收缩使得所述第一杆体(212)向着远离所述第二夹头(22)的方向移动,以提供第一预应力。
7.根据权利要求6所述的一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置,其特征在于,所述第二动力件(72)采用旋转件,与所述第一夹持部(211)固定连接;所述第二动力件(72)用于夹持所述试样(6)并带动其进行旋转,以提供第二预应力。
8.根据权利要求7所述的一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置,其特征在于,所述预应力加载装置(2)还包括力传感器(8),所述力传感器(8)设置在所述第二杆体(222)上,与所述控制系统(9)电连接。
9.根据权利要求4所述的一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置,其特征在于,所述试样(6)根据其振动模态设有第一驻点与第二驻点,所述第一夹持部(211)与所述第一驻点固定连接,所述第二夹持部(221)与所述第二驻点固定连接。
10.根据权利要求1所述的一种可控制应力比的超声弯曲振动疲劳装置,其特征在于,所述施力件(14)采用超声波变幅杆。