CN114813327B - 一种榫结构微动疲劳试验系统和微动疲劳裂纹检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种榫结构微动疲劳试验系统和微动疲劳裂纹检测方法，一种榫结构微动疲劳试验系统，包括试验机、夹具本体以及光学监测装置。一种微动疲劳裂纹检测方法，包括以下步骤：榫试样安装在夹具本体上，并将二者安装在试验机上；调节光学监测装置，以对准榫试样；启动试验机开始微动疲劳试验，光学监测装置实时采集疲劳裂纹；疲劳裂纹定量测量。本榫结构微动疲劳试验系统和微动疲劳裂纹检测方法利用夹具本体夹持榫试样并放置在试验机上以进行微动疲劳试验，光学监测装置对准榫试样并将实时捕捉榫试样裂纹的扩展情况，不仅可以采集微动疲劳试验结束后的裂纹数据，还可以采集微动疲劳试验的过程数据，获得裂纹萌生和扩展数据。

Description

一种榫结构微动疲劳试验系统和微动疲劳裂纹检测方法

技术领域

本发明属于微动疲劳试验技术领域，具体涉及一种榫结构微动疲劳试验系统和微动疲劳裂纹检测方法。

背景技术

目前，引起工程构件失效的一个最主要原因是疲劳破坏。在飞机和航空发动机中，有许多的关键零部件由于发生了微动疲劳，产生了裂纹，进而发生断裂，如涡轮和压气机的燕尾榫连接、机匣的连接以及盘和轴的连接等。燃气涡轮发动机中涡轮段的重要组成部件是叶片，为了维持引擎的工作，需要叶片高速旋转来将高温高压的气流吸入燃烧器，而叶片通常通过榫头与轮盘相连，通过榫头连接的部位常常发生微动疲劳断裂，这极大的影响了发动机的安全系数和使用寿命，为了提高航空发动机的寿命，减小和避免微动疲劳断裂失效的发生，需要研究榫头微动疲劳的裂纹萌生与扩展机理。因此，在实验室中搭建一个无限接近真实发动机榫头工作环境以及受力情况的一种微动疲劳试验系统，以及一个准确可靠的对微动疲劳裂纹的萌生和扩展情况的实时在线监测系统，就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种榫结构微动疲劳试验系统和微动疲劳裂纹检测方法，以解决上述的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种榫结构微动疲劳试验系统，包括：

试验机；

夹具本体，夹具本体两端通过螺纹连接固定到试验机上，夹具本体分为两部分，下部分用于夹持榫试样，上部分设有适配于微动垫的夹持槽，微动垫的表面与夹持槽底面平齐并构成用于支撑榫试样的下托面，下托面相对竖直方向倾斜设置；以及

光学监测装置，光学监测装置放置在试验机周围且光学监测装置的监测端朝向榫试样的表面。

在一种可能的设计中，夹具本体包括由下至上依次设置的下夹具体、榫头夹具、微动垫夹具和上夹具体，下夹具体的下端和上夹具体的上端分别连接试验机并使二者相互对中，下夹具体与榫头夹具之间通过单孔结构相连，微动垫夹具与上夹具体之间通过双孔结构相连，榫头夹具与微动垫夹具之间通过榫试样相连。

在一种可能的设计中，榫头夹具包括榫头夹具主体、夹持板一、夹持板二和锁紧盖，榫头夹具主体包括由上至下依次设置的圆锥台、圆柱和带连接孔的下方体，圆锥台上设有用于夹紧榫试样的副夹持槽，副夹持槽的两侧和顶面均与外界连通，夹持板一通过固定螺栓固定在榫头夹具主体上，夹持板二通过锁紧螺栓夹持榫试样，锁紧盖上设有适配于榫头夹具主体的连接孔，锁紧盖通过螺纹与榫头夹具主体相连。

在一种可能的设计中，微动垫夹具包括一体成型的主方体和上方体，主方体和上方体构成阶梯型台体结构，上方体上设有与双孔结构向适配的第二连接孔，下方体上套设有防张环，相应地，夹持槽位于主方体上并向下延伸至与外界连通，防张环的内周与主方体的外周适配。

在一种可能的设计中，防张环构造为厚度约10毫米的矩形环。

在一种可能的设计中，榫头夹具主体通过单孔结构与下夹具体相连，微动垫夹具通过双孔结构与上夹具体相连；单孔结构和双孔结构均包括光滑直杆，相应地，下夹具体与榫头夹具通过光滑直杆相连，微动垫夹具与上夹具体通过光滑直杆相连。

在一种可能的设计中，光学监测装置包括位于试验机周围的支架、放置在支架上的三维移动平台、固定在三维移动平台上的光学显微镜和与光学显微镜通信连接的显示屏，光学显微镜通过副支架固定在三维移动平台上。

在一种可能的设计中，光学显微镜上设有控制模块和通信模块，控制模块电连接光学显微镜和通信模块，通信模块通讯连接终端。

第二方面，本发明提供了一种基于所述的榫结构微动疲劳试验系统的微动疲劳裂纹检测方法，包括以下步骤：

S101：试验前，将夹具本体安装在试验机上，将榫试样和微动垫安装在夹具本体上；

S102：试验前，调节光学监测装置，以对准榫试样；

S103：试验时，启动试验机开始微动疲劳试验，光学监测装置实时采集疲劳裂纹；

S104：试验后，获得微动疲劳循环周次和疲劳裂纹定量测量的长度。

在一种可能的设计中，步骤S102中，光学监测装置包括位于试验机周围的支架、放置在支架上的三维移动平台和固定在三维移动平台上的光学显微镜，调节光学监测装置包括调节支架高度、调节三维移动平台以使光学显微镜对准榫试样不同位置、调节光学显微镜的放大倍数和调节光学显微镜上的LED灯的光照强度；

步骤S103中，裂纹萌生和扩展过程中，根据裂纹不同的萌生位置和裂纹尺寸变化，调节光学监测装置，以捕捉裂纹的扩展轨迹；

步骤S104中，利用超景深光学显微镜测量试验结束后的榫试样裂纹长度，输入Imaginpro软件以设定比例尺，并依据该比例尺依次测量S103中采集到的不同循环次数下的裂纹长度。

有益效果：

本榫结构微动疲劳试验系统和微动疲劳裂纹检测方法利用夹具本体夹持榫试样并放置在试验机上，通过试验机对榫试样施加拉力以进行微动疲劳试验，光学监测装置对准榫试样并将实时捕捉榫试样裂纹的扩展情况，除了获得试样件的微动疲劳寿命，还能采集不同周次时裂纹扩展的长度、角度等数据，有助于获得更多的疲劳规律。

同时，本榫结构微动疲劳试验系统具有结构简单、易于搭建、成本低廉的特点，测量效率高，适用于各种类型的试验机，使用范围广，实用性好。且可以单人完成搭建、试验和数据记录收集工作，节约了人力，减轻了工作负担。

附图说明

图1为一种榫结构微动疲劳试验系统的结构示意图。

图2为夹具本体的结构示意图。

图3为榫头夹具的结构示意图。

图4为微动垫夹具的结构示意图。

图5为锁紧盖的剖视结构示意图。

图6为实施例3中检测到的不同循环次数对应的裂纹萌生和扩展过程示意图。

图中：

Ⅰ、试验机；Ⅱ、夹具本体；Ⅲ、光学检测系统；

1、光学显微镜；2、副支架；3、三维移动平台；4、支架；5、显示屏；6、下夹具体；7、榫头夹具；8、微动垫；9、试样；10、上夹具体；11、微动垫夹具；12、防张环；13、光滑直杆；

a、榫头夹具本体；b、夹持板一；c、固定螺栓；d、锁紧盖；e、夹持板二；f、锁紧螺栓。

具体实施方式

实施例1：

如图1-图5所示，一种榫结构微动疲劳试验系统，包括：

试验机Ⅰ；

夹具本体Ⅱ，夹具本体两端通过螺纹连接固定到试验机Ⅰ上，夹具本体分为两部分，下部分用于夹持榫试样9，上部分设有适配于微动垫8的夹持槽，微动垫8的表面与夹持槽底面平齐并构成用于支撑榫试样9的下托面，下托面相对竖直方向倾斜设置；以及

光学监测装置，光学监测装置放置在试验机Ⅰ周围且光学监测装置的监测端朝向榫试样9的表面。

相比较于现有技术，本榫结构微动疲劳试验系统利用夹具本体Ⅱ夹持榫试样9并放置在试验机Ⅰ上，通过试验机Ⅰ对榫试样9施加拉力以进行微动疲劳试验，光学监测装置对准榫试样9并将实时捕捉榫试样9裂纹的扩展情况，不仅可以采集微动疲劳试验结束后的裂纹数据，还可以采集微动疲劳试验的过程数据，获得裂纹萌生和扩展数据，采集更多微动疲劳试验中的数据，有助于提高试验的精度。

同时，本榫结构微动疲劳试验系统具有结构简单、易于搭建、成本低廉的特点，测量效率高，适用于各种类型的试验机Ⅰ，使用范围广，实用性好。且可以单人完成搭建、试验和数据记录收集工作，节约了人力，减轻了工作负担。

利用斜面对榫试样9进行固定，简化了结构，也有助于规避应力集中，同时，斜面倾斜的角度与榫试样9相适配，本发明对此并不作任何限制。

试验时，通过夹持槽将榫试样9与夹具本体Ⅱ相连，选择合适型号的试验机Ⅰ并将夹具本体Ⅱ安装在试验机Ⅰ上。调节光学监测装置以对准榫试样9，扩大光学监测装置的视野以准确找到裂纹萌生处。设定循环次数后，启动试验机Ⅰ以进行微动疲劳试验，裂纹萌生后再次调节光学监测装置，以更准确获取裂纹扩展的情况。循环次数达到设定次数后，试验机Ⅰ停止，微动疲劳试验结束。

下面结合本榫结构微动疲劳试验系统的具体结构对试验过程进行进一步说明：

在本实施例中，夹具本体Ⅱ包括由下至上依次设置的下夹具体6、榫头夹具7、微动垫夹具11和上夹具体10，下夹具体6的下端和上夹具体10的上端分别连接试验机Ⅰ并使二者相互对中，下夹具体6与榫头夹具7之间通过单孔结构相连，微动垫夹具11与上夹具体10之间通过双孔结构相连，榫头夹具7与微动垫夹具11之间通过榫试样9相连。

榫试样9安装在夹具本体Ⅱ上时，榫头夹具7与榫试样9下部相连，微动垫夹具11与榫试样9上部相连，上夹具体10和下夹具体6则与试验机Ⅰ相连，以使夹具本体Ⅱ安装在试验机Ⅰ上。为了提高实验的准确性，安装时注意下夹具体6、榫头夹具7、微动垫夹具11和上夹具体10的对中性，确保榫试样9处于所预设的位置上。

其中，微动垫夹具11即可实现对试样的夹持，但榫试样9的下部直接与下夹具体6相连时，二者的连接处容易出现应力集中现象，裂纹将集中出现在榫试样9的下部，不符合实验结果。故榫头夹具7一方面起到连接作用，另一方面消除应力集中，避免榫试样9下部出现裂纹，确保裂纹出现在预期位置上。

进一步，下夹具体6与榫头夹具7之间通过单孔结构相连，使得榫试样9下部具有一定自由度，在试验机Ⅰ施加拉力后，榫试样9以单孔结构为中心转动并自动回中，保证下次施加拉力时榫试样9位于初始位置上；同时，单孔结构也使榫试样9承受载荷更均衡。相反地，微动垫夹具11与上夹具体10之间通过双孔结构相连，有效增加了连接点的数量，实现对微动垫夹具11的完全约束，减少微动垫夹具11和榫试样9上部在试验过程中出现扰动，保证试验的精度。

榫头夹具7的结构包括但不限于：榫头夹具7包括榫头夹具主体a、夹持板一b、夹持板二e和锁紧盖d，榫头夹具主体a包括由上至下依次设置的圆锥台、圆柱和带第一连接孔的下方体，圆锥台上设有用于夹紧榫试样9的副夹持槽，副夹持槽的两侧和顶面均与外界连通，夹持板一b通过固定螺栓c固定在榫头夹具主体a上，夹持板二e通过锁紧螺栓f夹持榫试样9，锁紧盖d上设有适配于榫头夹具主体a的连接孔，锁紧盖d通过螺纹与榫头夹具主体a相连。

基于此，榫试样9下部的受力方式由拉力改为摩擦力，并通过该摩擦力拉压榫试样9，榫试样9下部的受力更均匀，减小了应力集中，便于更好的得到实验结果。

那么，榫试样9安装时，卸下锁紧盖d以暴露榫头夹具主体a，榫试样9下部插接至副夹持槽内，使得榫试样9与圆锥台相连，夹持板一b和夹持板二e分别插接至副夹持槽内并位于榫试样9的两侧，利用螺栓将夹持板一b、夹持板二e和榫试样9相连。再将锁紧盖d套接在榫头夹具主体a上，锁紧盖d通过螺纹与圆柱相连并实现对榫头夹具主体a的约束，以防止拉载荷下的张开断裂，提高了夹具的整体刚度。

此外，榫试样9的上部与微动垫夹具11相连，将下方体插接至下夹具体6上，并利用单孔结构实现下夹具体6与榫头夹具7的连接，且下方体上的第一连接孔搭配于单孔结构使用，实现下夹具体6与榫头夹具7的连接。

微动垫夹具11的结构包括但不限于：微动垫夹具11包括一体成型的主方体和上方体，主方体和上方体构成阶梯型台体结构，上方体上设有与双孔结构向适配的第二连接孔，下方体上套设有防张环12，相应地，夹持槽位于主方体上并向下延伸至与外界连通，防张环12的内周与主方体的外周适配。

如图4所示，主方体构造为块状，且主方体和上方体构成阶梯型台体结构，以避免出现应力集中现象。此外，微动垫夹具11做加厚处理以增加强度。

榫试样9的上部插接在夹持槽内，且夹持槽与榫试样9之间的接触面为下托面，下托面为斜面，试验机Ⅰ施加的拉压在下托面上时，该拉力可分解为竖直分力和水平分力，其中，水平分力将使微动垫夹具11变形，且该变形主要发生在夹持槽与榫试样9接触处，即微动垫夹具11处的下部出现应力集中现象，循环试验时容易在微动垫夹具11下部形成裂纹及断裂。因此，微动垫夹具11下部设置防张环12，以限制微动垫夹具11的变形，提高微动垫夹具11的使用寿命。

同时，在夹持槽内设置微动垫8以实现微动疲劳。第二连接孔搭配双孔结构，实现上夹具体10与微动垫夹具11的连接。

容易理解的，防张环12的内周与微动垫夹具11的外周适配，以提高二者的接触面积，防张环12作用效果达到最佳。防张环12的外周形状，理论上来说，可以构造为任意合适的形状，但为了确保光学监测装置达到最佳观测效果，防张环12的外周设置为矩形。

在一种可能的实现方式中，如图4所示，防张环12构造为厚度约10毫米的矩形环。

对于单孔结构和双孔结构，已经结合下夹具体6和上夹具体10各自的结构进行了说明，在此进行进一步说明：榫头夹具主体a通过单孔结构与下夹具体6相连，微动垫夹具11通过双孔结构与上夹具体10相连；单孔结构和双孔结构均包括光滑直杆13，相应地，下夹具体6与榫头夹具7通过光滑直杆13相连，微动垫夹具11与上夹具体10通过光滑直杆13相连。

可选地，如图2所示，下夹具体6和上夹具体10均构造为连接轴，所述连接轴的一端设有适配于试验机Ⅰ的外螺纹，另一端设有方体，方体上适配于榫头夹具7或微动垫夹具11的凹槽和贯穿的通孔，凹槽与通孔相互垂直，其中，下夹具体6上的通孔与第一连接孔相适配且一一对应设置，上夹具体10上的通孔与第二连接孔相适配且一一对应设置。

基于此，单孔结构与双孔结构的区别在于通孔的数量，如图2所示，双孔结构设有2个通孔。

以单孔结构为例说明光滑直杆13的作用，即通过光滑直杆13穿过通孔和第一连接孔以实现连接，不同于螺栓等连接部件，光滑直杆13的外周没有凸出部位，不会造成应力集中。

在本实施例中，光学监测装置包括位于试验机Ⅰ周围的支架4、放置在支架4上的三维移动平台3、固定在三维移动平台3上的光学显微镜1和与光学显微镜1通信连接的显示屏5，光学显微镜1通过副支架2固定在三维移动平台3上。基于此，通过三维移动平台3调整光学显微镜1的位置，及时捕捉榫试样9上有可能出现裂纹的位置，保证裂纹检测的完整性，同时具有操作简单的优点，便于操作，有助于单人完成试验。利用显示屏5显示光学显微镜1捕捉到的画面，便于实验人员及时进行调整。

可选地，支架4选用升降式支架，光学显微镜1选用任意合适的市售型号，三维移动平台3选用X-Y-Z三维移动平台，副支架2构造为任意合适的形状。

可选地，光学显微镜1上设有控制模块和通信模块，控制模块电连接光学显微镜1和通信模块，通信模块通讯连接终端。基于此，试验人员可远程遥控其余部件的工作，完成试验参数记录与裂纹实时监测，节约了人力，减轻了工作负担。其中，通讯连接方式包括但不限于蓝牙、WIFI、ZIGBEE、4G/5G等无线通信方式。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，给出一种基于实施例1的微动疲劳裂纹检测方法，具体来说，一种基于所述的榫结构微动疲劳试验系统的微动疲劳裂纹检测方法，包括以下步骤：

S101：试验前，将夹具本体II安装在试验机Ⅰ上，将榫试样9和微动垫8安装在夹具本体Ⅱ上；：安装夹具本体Ⅱ进行预紧。

S102：试验前，调节光学监测装置，以对准榫试样9：光学监测装置包括位于试验机Ⅰ周围的支架4、放置在支架4上的三维移动平台3和固定在三维移动平台3上的光学显微镜1，调节光学监测装置包括调节支架4高度、调节三维移动平台3以使光学显微镜1对准榫试样9不同位置、调节光学显微镜1的放大倍数和调节光学显微镜1上的LED灯的光照强度。

S103：试验时，启动试验机Ⅰ开始微动疲劳试验，光学监测装置实时采集疲劳裂纹：裂纹萌生和扩展过程中，根据裂纹不同的萌生位置和裂纹尺寸变化，调节光学监测装置，以捕捉裂纹的扩展轨迹。

步骤S103中，光学监测装置的调节以调节三维移动平台3以使光学显微镜1对准榫试样9不同位置、调节光学显微镜1的放大倍数和调节光学显微镜1上的LED灯的光照强度为主。

S104：试验后，获得微动疲劳循环周次和疲劳裂纹定量测量的长度：利用超景深光学显微镜测量试验结束后的榫试样9裂纹长度，输入Imaginpro软件识别像素点并设定比例尺，并依据该比例尺依次测量S103中采集到的不同循环次数下的裂纹长度。

基于此，通过三维移动平台3调整光学显微镜1的位置，及时捕捉榫试样9上有可能出现裂纹的不同位置，保证裂纹检测的完整性，操作简便。可通过远程遥控方式捕捉裂纹扩展情况，一人即可同时完成试验参数记录与裂纹实时监测，节约了人力，减轻了工作负担。利用Imaginpro对裂纹进行像素点识别，测量精度可达0.5毫米，测量精度高。

实施例3：

以试验机Ⅰ为平台，选用材料为GH4169，结构为燕尾榫结构的榫试样9作为微动疲劳实验对象，使用本榫结构微动疲劳试验系统和微动疲劳裂纹检测方法进行微动疲劳试验，并定量测量裂纹长度。

将夹具本体Ⅱ安装在微动疲劳试验机Ⅰ上，保证上夹具体10和下夹具体6的对中性，将榫试样9安装在夹具本体Ⅱ上，设定加载平均载荷、最大载荷和循环次数，通过试验机Ⅰ载荷控制系统施加最大载荷为24KN，使平均在和达到设定的额定值并趋于稳定。

将事先组装好的光学监测装置(如图1所示)置于被测榫试样9合适位置(根据监测表面方向确定)，调整支架4高度，使光学显微镜1的镜头与所观察榫试样9表面处于同一高度，根据观察视野的需要，调节光学显微镜1上LED灯亮度，调节光学显微镜1放大倍数，使显示屏5的图像最为清晰；夹持槽内放置有微动垫8，榫试样9与微动垫8接触前端是微动疲劳裂纹常常开始萌生的区域，由于榫试样9两侧都与微动垫8有所接触，故裂纹萌生位置也是在榫试样9两侧随机的，可通过调节三维移动平台3，实时捕捉裂纹。

启动试验机Ⅰ，开始微动疲劳试验，当在显示屏5内观测到裂纹萌生时，记下此时循环次数，并通过控制模块控制光学显微镜1拍摄下此时的裂纹图像，然后每隔5000次循环，重复上述步骤采集一次裂纹图像(如图6所示)。当裂纹已经扩展到极限，并明显张开时，榫试样9处于临界断裂状态，此时停下试验机Ⅰ，疲劳试验终止。此时，所采集的所有微动疲劳裂纹萌生和扩展的图像均已储存在光学显微镜1的储存卡内。

试验结束后，卸载，从微动疲劳试验机Ⅰ上取下榫试样9，利用超景深光学显微镜观察榫试样9裂纹形貌，并测量整个裂纹长度，然后将测量数据输入Imaginpro软件中，设定比例尺，进而依次测得不同循环次数下裂纹长度。最后统计试验数据，形成图表。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种榫结构微动疲劳试验系统，其特征在于，包括：

试验机(Ⅰ)；

夹具本体(Ⅱ)，夹具本体两端通过螺纹连接固定到试验机(Ⅰ)上，夹具本体分为两部分，下部分用于夹持榫试样(9)，上部分设有适配于微动垫(8)的夹持槽，微动垫(8)的表面与夹持槽底面平齐并构成用于支撑榫试样(9)的下托面，下托面相对竖直方向倾斜设置；以及

光学监测装置，光学监测装置放置在试验机(Ⅰ)周围且光学监测装置的监测端朝向榫试样(9)的表面；

夹具本体(Ⅱ)包括由下至上依次设置的下夹具体(6)、榫头夹具(7)、微动垫夹具(11)和上夹具体(10)，下夹具体(6)的下端和上夹具体(10)的上端分别连接试验机(Ⅰ)并使二者相互对中，下夹具体(6)与榫头夹具(7)之间通过单孔结构相连，微动垫夹具(11)与上夹具体(10)之间通过双孔结构相连，榫头夹具(7)与微动垫夹具(11)之间通过榫试样(9)相连；

榫头夹具(7)包括榫头夹具主体(a)、夹持板一(b)、夹持板二(e)和锁紧盖(d)，榫头夹具主体(a)包括由上至下依次设置的圆锥台、圆柱和带第一连接孔的下方体，圆锥台上设有用于夹紧榫试样(9)的副夹持槽，副夹持槽的两侧和顶面均与外界连通，夹持板一(b)通过固定螺栓(c)固定在榫头夹具主体(a)上，夹持板二(e)通过锁紧螺栓(f)夹持榫试样(9)，锁紧盖(d)上设有适配于榫头夹具主体(a)的连接孔，锁紧盖(d)通过螺纹与榫头夹具主体(a)相连。

2.根据权利要求1所述的榫结构微动疲劳试验系统，其特征在于，微动垫夹具(11)包括一体成型的主方体和上方体，主方体和上方体构成阶梯型台体结构，上方体上设有与双孔结构向适配的第二连接孔，下方体上套设有防张环(12)，相应地，夹持槽位于主方体上并向下延伸至与外界连通，防张环(12)的内周与主方体的外周适配。

3.根据权利要求2所述的榫结构微动疲劳试验系统，其特征在于，防张环(12)构造为厚度约10毫米的矩形环。

4.根据权利要求1所述的榫结构微动疲劳试验系统，其特征在于，榫头夹具主体(a)通过单孔结构与下夹具体(6)相连，微动垫夹具(11)通过双孔结构与上夹具体(10)相连；单孔结构和双孔结构均包括光滑直杆(13)，相应地，下夹具体(6)与榫头夹具(7)通过光滑直杆(13)相连，微动垫夹具(11)与上夹具体(10)通过光滑直杆(13)相连。

5.根据权利要求1所述的榫结构微动疲劳试验系统，其特征在于，光学监测装置包括位于试验机(Ⅰ)周围的支架(4)、放置在支架(4)上的三维移动平台(3)、固定在三维移动平台(3)上的光学显微镜(1)和与光学显微镜(1)通信连接的显示屏(5)，光学显微镜(1)通过副支架(2)固定在三维移动平台(3)上。

6.根据权利要求5所述的榫结构微动疲劳试验系统，其特征在于，光学显微镜(1)上设有控制模块和通信模块，控制模块电连接光学显微镜(1)和通信模块，通信模块通讯连接终端。

7.一种基于权利要求1-6中任一项所述的榫结构微动疲劳试验系统的微动疲劳裂纹检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101：试验前，将夹具本体(II)安装在试验机(Ⅰ)上，将榫试样(9)和微动垫(8)安装在夹具本体(Ⅱ)上；

S102：试验前，调节光学监测装置，以对准榫试样(9)；

S103：试验时，启动试验机(Ⅰ)开始微动疲劳试验，光学监测装置实时采集疲劳裂纹；

S104：试验后，获得微动疲劳循环周次和疲劳裂纹定量测量的长度。

8.根据权利要求7所述的微动疲劳裂纹检测方法，其特征在于，步骤S102中，光学监测装置包括位于试验机(Ⅰ)周围的支架(4)、放置在支架(4)上的三维移动平台(3)和固定在三维移动平台(3)上的光学显微镜(1)，调节光学监测装置包括调节支架(4)高度、调节三维移动平台(3)以使光学显微镜(1)对准榫试样(9)不同位置、调节光学显微镜(1)的放大倍数和调节光学显微镜(1)上的LED灯的光照强度；

步骤S103中，裂纹萌生和扩展过程中，根据裂纹不同的萌生位置和裂纹尺寸变化，调节光学监测装置，以捕捉裂纹的扩展轨迹；

步骤S104中，利用超景深光学显微镜测量试验结束后的榫试样(9)裂纹长度，输入Imaginpro软件识别像素点并设定比例尺，并依据该比例尺依次测量S103中采集到的不同循环次数下的裂纹长度。

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