(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 202210537828.5 (22)申请日 2022.05.18 (71)申请人 福州大学 地址 350108 福建省福州市闽侯县福州大 学城乌龙江北 大道2号福州大 学 (72)发明人 林有希　毛坤　林雨青　赖福强　 石创伟　俞建超　 (74)专利代理 机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 专利代理师 谢晓德　蔡学俊 (51)Int.Cl. G01N 3/32(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/06(2006.01) (54)发明名称 一种焊接钻杆接头弯扭疲劳试验机及其工 作方法 (57)摘要 本发明涉及一种焊接钻杆接头弯扭疲劳试 验机， 包括试验台面， 所述试验台面上固连有高 温炉， 所述高温炉的右端侧设置有旋转加载组 件， 所述高温炉的左端侧设置有扭矩加载组件， 所述高温炉的下方设置有弯矩加载组件。 本发明 利用电磁衔铁与测功机的磁力作用分别实现对 旋转状态下的焊接钻杆接头进行弯矩和扭矩加 载， 并能够根据实际需要实时调节弯矩和扭矩， 实现二维弯扭复合变载荷加载， 进行旋转弯曲疲 劳试验采用此种加载方式控制精度高， 操作简单 和应用可靠。 本发明能够更加贴近钻 杆接头的实 际应用受力状态和工作环境， 并能够在更加复杂 的受力状态下对焊 接材料进行疲劳性能测试。 权利要求书2页 说明书5页 附图7页 CN 114923796 A 2022.08.19 CN 114923796 A 1.一种焊接钻杆接头弯扭疲劳试验机， 其特征在于： 包括试验台面， 所述试验台面上固 连有高温炉， 所述高温炉的右端侧设置有旋转加载组件， 所述高温炉的左端侧设置有扭矩 加载组件， 所述高温炉的下 方设置有弯 矩加载组件。 2.根据权利要求1所述的焊接钻杆接头弯扭疲劳试验机， 其特征在于： 所述旋转加载组 件包括自右往左依次连接设置的电机、 可伸缩型万向联轴器、 右动力头总成、 夹具， 所述右 动力头总成的右端侧部铰接在试验台面上固连的铰接支架上， 所述右动力头总成的左端侧 部连接弯矩加载组件， 所述右动力头总成的非端部下方设置有接近开关， 所述右动力头总 成的右端转轴下 方设置有计数传感器。 3.根据权利要求1所述的焊接钻杆接头弯扭疲劳试验机， 其特征在于： 所述扭矩加载组 件包括自左往右依次连接设置的测功机、 输出轴、 可伸缩型万向联轴器、 左动力头总成、 夹 具， 所述测功机与输出轴之间经皮带传动组件传动连接， 所述左动力头总成的右端侧部连 接弯矩加载 组件， 所述左动力头总成的左端侧部安装有滑轮并支撑在试验台面固连的水平 滑轨支座上。 4.根据权利要求1所述的焊接钻杆接头弯扭疲劳试验机， 其特征在于： 所述弯矩加载组 件包括三角横梁， 所述三角横梁的左右两端均铰接有连杆， 所述连杆均朝上穿过试验台面 的通孔， 左侧连杆顶端铰接在扭矩加载组件的左动力头总成右端侧部， 右侧连杆顶端铰接 在旋转加载组件的右动力头总成左端侧部， 所述三角横梁的中部下方与S型拉压力传感器 的顶部杆件铰接， 所述S型拉压力传感器的底部杆件与电磁衔铁的伸缩轴铰接 。 5.根据权利要求4所述的焊接钻杆接头弯扭疲劳试验机， 其特征在于： 所述通孔的内径 大于连杆的外径， 所述连杆在通孔以上 的部分均固连有限位挡块， 限位挡块外径大于通孔 内径。 6.根据权利要求1所述的焊接钻杆接头弯扭疲劳试验机， 其特征在于： 所述高温炉的左 右两端均设置有穿入通口， 所述高温炉沿着穿入通口的水平中心位分为上炉体与下炉体， 所述上炉体与下炉体的后 沿铰接， 进行上炉体的前后摆转启闭， 所述上炉体经上水软管连 接泥沙泵， 所述下炉体经排水 管连接泥沙储 存罐。 7.根据权利要求2 ‑3任一所述的焊接钻杆接头弯扭疲劳试验机， 其特征在于： 所述夹具 均包括夹杆， 所述夹杆的夹紧端均圆周均匀固设有若干个间隔设置的夹头， 若干个夹头的 包围中心 为试样的插口， 若干个夹头的外周部同轴套设有锁紧套， 锁紧套与夹杆螺纹旋接， 所述锁紧套的其中一内端侧为用以挤压若干个夹 头的圆锥面。 8.根据权利要求2 ‑3任一所述的焊接钻杆接头弯扭疲劳试验机， 其特征在于： 所述可伸 缩型万向联轴器的两端、 夹具与动力头总成之间均设置有连接轴套， 所述连接轴套均由细 连接段与粗连接段 组成， 所述细连接段经键、 键槽与对应轴段连接， 所述粗连接段套设在对 应轴段外 部并经圆周均布的若干个紧定 螺钉径向紧定 。 9.一种如权利要求1 ‑8任一所述的焊接钻杆接头弯扭疲劳试验机的工作方法， 其特征 在于， 按以下步骤进行： （1） 、 将待测材料试样装入夹具， 将夹具两端分别与两侧动力头总成连接并调节待测材 料圆跳动并锁紧， 通过弯矩加载 组件施加弯矩， 由测功机为试验提供扭矩， 在控制电脑内设 置好弯矩和扭矩加载数值， 开始启动电机使待测材料高速旋转， 弯矩和扭矩负载开始增大 至设定数值， 这样待测材料在测试过程中受到弯曲正应力和扭力矩的复合作用， 需要模拟权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114923796 A 2高温泥沙环境就设定高温炉加热温度并打开泥沙循环系统， 让试样在充满混合物的环境之 中； （2） 、 当待测材料断裂时， 触发接近开关， 电机、 电磁衔铁、 测功机和泥沙泵自动停止， 计 数传感器停止计数， 所有数据由控制电脑保存， 测试完成。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114923796 A 3