本发明专利技术公开一种腐蚀及高温环境下的低周疲劳试验装置及方法，包括：应变测量装置，加热系统以及循环冷却系统；应变测量装置包括上连接板、上应变感应柱、下连接板、下应变感应柱以及引伸计；试样的上端穿过上连接板和上冷却盘，并与上冷却盘和上连接板固定连接；试样的下端穿过腐蚀锅、加热炉、下连接板和下冷却盘，并与下连接板和下冷却盘固定连接；上应变感应柱的一端固定在上连接板上，下应变感应柱一端固定在下连接板上，上应变感应柱的另一端和下应变感应柱的另一端相对齐；引伸计通过橡皮筋分别固定在上应变感应柱以及下应变感应柱上。本发明专利技术克服了引伸计无法在腐蚀以及高温环境下使用的难题，操作简便灵活，安全可靠，成本低，测量精度高。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开，包括：应变测量装置，加热系统以及循环冷却系统；应变测量装置包括上连接板、上应变感应柱、下连接板、下应变感应柱以及引伸计；试样的上端穿过上连接板和上冷却盘，并与上冷却盘和上连接板固定连接；试样的下端穿过腐蚀锅、加热炉、下连接板和下冷却盘，并与下连接板和下冷却盘固定连接；上应变感应柱的一端固定在上连接板上，下应变感应柱一端固定在下连接板上，上应变感应柱的另一端和下应变感应柱的另一端相对齐；引伸计通过橡皮筋分别固定在上应变感应柱以及下应变感应柱上。本专利技术克服了引伸计无法在腐蚀以及高温环境下使用的难题，操作简便灵活，安全可靠，成本低，测量精度高。【专利说明】
:本专利技术属于材料性能测试及材料应变测量
，特别涉及。
技术介绍
:低周疲劳是材料在高应力循环作用下的疲劳，其疲劳寿命较短。低周疲劳问题涉及的范围十分广泛，如化工压力容器、航空发动机、核压力容器和管道中都严重存在着低周疲劳问题，因此对低周疲劳的研究有着广泛的应用。引伸计是低周疲劳试验机的重要部件，通过引伸计可以控制试样在试验过程中的变形量，具有精度高、可靠性高、灵敏度高的特点。但是由于引伸计是精密部件，在环境恶劣的腐蚀及高温条件下其金属部件容易腐蚀，变形，从而影响各类信号的传递和输出，并且损坏。因此腐蚀及高温环境下的低周疲劳比较难以实现。
技术实现思路
:本专利技术的目的在于提供，以克服引伸计无法在腐蚀以及高温环境下使用的难题，本专利技术装置操作简便灵活，安全可靠，成本低，测量精度高，具有很高的应用价值。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种腐蚀及高温环境下的低周疲劳试验装置，包括:应变测量装置，加热系统以及循环冷却系统；应变测量装置包括上连接板、上应变感应柱、下连接板、下应变感应柱以及引伸计；试样的上端穿过上连接板和上冷却盘，并与上冷却盘和上连接板固定连接；试样的下端穿过腐蚀锅、加热炉、下连接板和下冷却盘，并与下连接板和下冷却盘固定连接；上应变感应柱的一端固定在上连接板上，下应变感应柱一端固定在下连接板上，上应变感应柱的另一端和下应变感应柱的另一端相对齐；引伸计通过橡皮筋分别固定在上应变感应柱以及下应变感应柱上；腐蚀锅位于加热炉内；加热系统包括腐蚀锅和加热炉；循环冷却系统，用于降低加热时应变测量装置的温度。本专利技术进一步的改进在于:上冷却盘、上连接板、下冷却盘和下连接板平行设置，且腐蚀锅和加热炉设置于上连接板与下连接板之间。本专利技术进一步的改进在于:试样的上端通过两个螺母与试样上端的外螺纹相配合，将试样的上端、上连接板和上冷却盘固定连接；试样的下端通过两个螺母与试样下端的外螺纹相配合，将试样下端、腐蚀锅、加热炉、下连接板和下冷却盘固定连接。本专利技术进一步的改进在于:加热炉上设置加热炉上盖；加热炉上盖上设有供试样穿过的试样插孔、用于安装热电偶的热电偶插孔；热电偶插孔中安装有热电偶。本专利技术进一步的改进在于:腐蚀锅的底部与试样之间设有密封圈；加热炉上盖上还设有导气管插孔，导气管插孔中安装有导气管。本专利技术进一步的改进在于:加热炉的电源线以及热电偶与PID控制器相连，实现对加热炉温度的控制。本专利技术进一步的改进在于:上冷却盘、下冷却盘中通有冷却水，上冷却盘和下冷却盘上设置的上循环水管以及下循环水管与低压循环水泵相连，实现冷却水的循环。本专利技术进一步的改进在于:上连接板上设有供上应变感应柱穿过的第一应变感应柱插孔，下连接板上设有供下应变感应柱穿过的第二应变感应柱插孔；第一应变感应柱插孔和第二应变感应柱插孔具有用于调节上应变感应柱和下应变感应柱水平位置的调节空间。本专利技术进一步的改进在于:上应变感应柱和下应变感应柱之间的间距为I?2mm。一种腐蚀及高温环境下的低周疲劳试验方法，包括以下步骤:首先，对试样进行低周疲劳试验，测定不同的试验初始应变条件下试样所承受的载荷；其次，将腐蚀及高温环境下的低周疲劳试验装置安装好后，测量上连接板和下连接板之间的距离S ;建立四分之一轴对称模型，使用模拟软件模拟试样在不同载荷条件下的应变，然后统计s/2及L/2处试样的应变，确定试样两端距中心S/2处总的应变与试验初始应变的对应关系；最后，在试验过程中，应变参数控制使用模拟所得的试验初始应变所对应的试样两端距中心S/2处总的应变值，数据处理时，使用与试样两端距中心S/2处总的应变所对应的试验初始应变；其中L为引伸计标距。本专利技术测量的应变不是被测试样中间部分的应变；当试样的尺寸以及试验装置的安装部位确定后，通过有限元模拟试样应变，然后统计引伸计标距间试样的应变以及应变测量装置上连接板及下连接板间试样的应变，确定之间的对应关系；在试验的过程中，参数设定为应变测量装置间的应变；之后进行数据处理时，按照对应关系，将应变测量装置间的应变转化为弓I伸计标距间的应变。本专利技术试验方法，首先使用低周疲劳试验的方法，测得不同应变下试样所受到的最大载荷，然后使用数值模拟的方法测得不同应变条件下距试样中心一定距离下试样的应变值，使用此应变值作为腐蚀及高温环境下的低周疲劳试验的试验参数。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果:本专利技术实验装置功能全面，可以实现腐蚀环境下，高温环境下，高温腐蚀环境下的低周疲劳试验。本专利技术实验装置结构简单，安装方便，成本低，使用寿命长，高温腐蚀环境下，通过导气管将腐蚀气体排除，避免了腐蚀气体对机器的腐蚀；同时通过循环冷却系统将应变测量装置的温度控制在一定范围内，可以实现较高温度下的低周疲劳试验。本专利技术试验方法简单，通过有限元模拟，本专利技术可以保证试验结果的准确性。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术腐蚀及高温环境下低周疲劳试验装置的系统示意图。图2是进行高温低周疲劳试验时使用的加热炉上盖的示意图。图3是进行高温腐蚀低周疲劳试验时使用的加热炉上盖的示意图。图4是上下连接板示意图。图5是加热炉及腐蚀锅示意图。图6是模拟标定时的标定位置(距试样中心)示意图。图7是实施例1中高温腐蚀环境下材料的低周疲劳S-N曲线图。图8是实施例2中高温环境下材料的低周疲劳S-N曲线图。其中，1、上冷却盘；2、循环水管；3、热电偶；4、螺母；5、试样；6、上连接板；7、加热炉上盖；8、腐蚀锅；9、加热炉；10、螺母；11、上应变感应柱；12、引伸计；13、下冷却盘；14、循环水管；15、密封圈；16、螺母；17、下连接板；18、电源线；19、螺母；20、下应变感应柱；21、热电偶插孔；22、试样插孔；23、导气管；24、导气管插孔；25、试样插孔；26、应变感应柱插孔；27、试样插孔；28、加热炉底盖。【具体实施方式】:请参阅图1至图8所示，本专利技术一种腐蚀及高温环境下的低周疲劳试验装置，包括:应变测量装置，加热系统以及循环冷却系统。应变测量装置由上连接板6，上应变感应柱11，下连接板17，下应变感应柱20以及引伸计12组成；试样5穿过上冷却盘I和上连接板6，通过螺母4以及试样5上面的螺纹连接固定在一起；试样5穿过下冷却盘13，下连接板17，加热炉9，腐蚀锅8以及密封圈15，通过螺母16以及试样5上面的螺纹连接固定在一起；上应变感应柱11穿过上连接板6，通过螺母10及其上面的螺纹固定一起；下应变感应柱20穿过下连接板17，通过螺母19及其上面的螺纹固定一起；引伸计12通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张建勋，周涛，朱彤，李振岗，李福信，牛靖，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。