一种用于多种运动模式的微动腐蚀实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于多种运动模式的微动腐蚀实验装置，包括：装置主体；装卡组件；液体环境及循环系统；激振系统；电化学测试系统，包括；电化学工作站和与所述电化学工作站电连接的测试电极，所述测试电极与所述液体环境及循环系统中的液体接触；数据采集系统，所述数据采集系统设置在所述装卡组件内，用于采集所述待测试试样的测试参数；和处理器。本发明专利技术实现了液体环境及振动的悬臂杆处的密封，保证了位移、接触力测量的准确性，使用三电极体系分析管状试样的腐蚀速率和腐蚀倾向，可以满足冲击、滑移以及冲击滑移复合微动腐蚀实验要求。滑移以及冲击滑移复合微动腐蚀实验要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于多种运动模式的微动腐蚀实验装置


[0001]本专利技术涉及微动腐蚀实验研究的
，具体地，涉及一种用于多种运动模式的微动腐蚀实验装置。

技术介绍

[0002]微动是指名义上相对静止的接触表面在交变载荷的作用下发生的振幅极小的相对运动(位移幅度一般为微米量级)，普遍存在于机械行业、电力行业、航空航天器、核反应堆、交通运输工具、人体植入件等领域的紧密配合部件中。微动会导致构件接触表面摩擦磨损，也会加速疲劳裂纹萌生扩展，引起材料的损伤失效。在腐蚀性介质中的微动损伤模式被称为微动腐蚀。微动腐蚀是机械、化学、电化学等因素共同作用的结果，磨损和腐蚀之间存在协同作用，往往会加速材料的损伤失效过程。工业设备构件之间的相对运动模式多种多样，往往同时受到冲击磨损和滑移磨损，如压水堆蒸汽发生器中换热管流致振动引发的与支撑件间的微动损伤，磨损与腐蚀状况非常复杂。因此，围绕多种运动模式下的微动腐蚀现象及磨损与腐蚀协同作用开展相关的实验研究具有极其重要的意义。
[0003]然而，目前国内外研究微动磨损和微动腐蚀的实验装置主要考虑滑移磨损，不能很好的研究实际工况下冲击滑移复合微动磨损和微动腐蚀。国内西南交通大学、上海交通大学等采用纯冲击或纯滑移装置对微动损伤机理展开了研究，很多微动磨损设备被改造以供微动腐蚀研究使用；浙江工业大学研发了多角度复合微动腐蚀实验装置，西南交通大学还研发了切向和径向复合微动腐蚀实验装置，但使用这些装置仍无法对冲击滑移复合微动腐蚀进行充分研究；天津大学研发了常温和高温高压环境中的冲击滑移复合微动磨损实验装置，但无法实现溶液浸没环境，也无法进行电化学测试，不能应用于微动腐蚀研究。
[0004]因此，现有技术中亟需一种可实现多种运动模式的微动腐蚀实验装置以满足冲击、滑移以及冲击滑移复合微动腐蚀实验要求。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种用于多种运动模式的微动腐蚀实验装置。
[0006]为实现上述目的，本专利技术通过下述技术方案予以实现：
[0007]一种用于多种运动模式的微动腐蚀实验装置，包括：
[0008]装置主体，
[0009]装卡组件，其中，待测试试样通过所述装卡组件设置在所述装置主体内；
[0010]液体环境及循环系统；
[0011]激振系统，其中，所述激振系统配置为驱动所述装置主体产生微振；
[0012]电化学测试系统，包括；电化学工作站和与所述电化学工作站电连接的测试电极，所述测试电极与所述液体环境及循环系统中的液体接触；
[0013]数据采集系统，其中，所述数据采集系统设置在所述装卡组件内，用于采集所述待测试试样的测试参数；和
[0014]处理器。
[0015]微动腐蚀实验装置还包括底座；
[0016]所述装置主体包括：
[0017]上支撑盘、
[0018]中支撑盘、
[0019]下支撑盘，设置在在所述底座上；
[0020]支撑杆，其中，所述支撑杆的上端固定安装在所述上支撑盘上，所述支撑杆的下端固定安装在所述下支撑盘上，所述支撑杆贯穿所述中支撑盘，并且与所述中支撑盘相对固定；和
[0021]悬臂杆，其中，所述悬臂杆下端固定安装在所述下支撑盘上。
[0022]所述待测试试样包括片状试样和管状试样；
[0023]所述数据采集系统包括力传感器、位移传感器和数据采集器；
[0024]所述装卡组件包括：
[0025]力传感器安装盘，其中，所述力传感器安装盘安装在所述中支撑盘上，用于安装力传感器；
[0026]测力连杆；
[0027]片状试样卡具，其中，所述片状试样卡具穿过所述悬臂杆并安装在所述力传感器安装盘上；所述片状试样卡具内安装所述片状试样；所述测力连杆分别穿过所述力传感器安装盘，并伸入所述片状试样卡具中；
[0028]位移传感器卡具，其中，所述位移传感器卡具固定设置在所述力传感器安装盘上，用于安装位移传感器；
[0029]管状试样上卡具和管状试样下卡具，其中，所述管状试样上卡具和管状试样下卡具分别装在所述悬臂杆的上下两端，并将所述管状试样卡紧在中间，使所述管状试样和所述片状试样的安装位置在同一高度上；和
[0030]位移测量辅助片，其中，所述位移测量辅助片设置在所述管状试样上卡具的侧壁上，用于测量管状试样的法向和切向位移。
[0031]所述力传感器安装盘外形呈圆环状，且所述力传感器安装盘的端面周围均匀开设有方形槽，并且每个所述方形槽的侧壁上开设有沿圆径向方向的横向孔；
[0032]所述力传感器安装在所述力传感器安装盘的所述方形槽内，并且与所述测力连杆连接；
[0033]其中，所述方形槽的数量与所述测力连杆以及所述力传感器的数量相同；
[0034]所述位移传感器共有两个，并且两个所述位移传感器的轴线夹角呈90
°
；
[0035]所述位移测量辅助片呈直角结构，所述位移测量辅助片的直角结构内部面向所述管状试样上卡具，两个所述位移传感器的探头端面分别与所述位移测量辅助片的直角结构外表面平行。
[0036]所述液体环境及循环系统包括：
[0037]上液池和下液池，其中，所述上液池和所述下液池分别位于所述片状试样卡具的上下两侧，并且夹紧所述片状试样卡具；其中，所述下液池的底部中心位置设置有底部接管，所述悬臂杆穿过所述底部接管，所述下液池的底部偏心位置设有出水接管，所述下液池
的侧壁的轴向中间位置设有进水接管；
[0038]堵头，其中，所述堵头设置在所述悬臂杆上，并且位于所述下液池下方；
[0039]储水槽，其中，所述储水槽固定设置在所述底座上，并且所述储水槽的安装高度与所述下液池保持一致；所述储水槽侧壁的轴向底部及中部分别均设置有水平方向的底部接管和中部接管；
[0040]薄壁软管，其中，所述薄壁软管的一端套接在所述储水槽的所述底部接管上，另一端套接在所述堵头上；
[0041]进水管，连接所述储水槽的所述中部接管和所述下液池的所述进水接管，
[0042]出水管，连接所述储水槽的所述底部接管和所述下液池的所述出水接管；和
[0043]蠕动泵，设置在所述出水管上。
[0044]所述激振系统包括信号发生器、第一功率放大器、第二功率放大器、第一激振器、第二激振器、激振杆、激振卡具；
[0045]所述激振卡具设置在所述悬臂杆上端，两根所述激振杆分别将所述第一激振器、所述第二激振器和所述激振卡具连接；
[0046]所述第一激振器和所述第二激振器固定设置在所述底座上，并且所述第一激振器和所述第二激振器的安装高度保证所述激振杆可呈水平状态，所述信号发生器的激振信号经所述第一功率放大器和第二功率放大器传输给所述第一激振器和第二激振器。
[0047]所述激振系统还包括步进电机、控制器、驱动器、滑轨、弹簧安装架、弹簧、加载杆、滑移卡具；
[0048]所述步进电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于多种运动模式的微动腐蚀实验装置，其特征在于，包括：装置主体(2)，装卡组件(3)，其中，待测试试样通过所述装卡组件(3)设置在所述装置主体(2)内；液体环境及循环系统(4)；激振系统(5)，其中，所述激振系统(5)配置为驱动所述装置主体(2)产生微振；电化学测试系统(6)，包括；电化学工作站(601)和与所述电化学工作站(601)电连接的测试电极，所述测试电极与所述液体环境及循环系统(4)中的液体接触；数据采集系统(7)，其中，所述数据采集系统(7)设置在所述装卡组件(3)内，用于采集所述待测试试样的测试参数；和处理器(8)，用于记录并存储所述电化学测试系统(6)和所述数据采集系统(7)的获得的数据。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括底座(1)；所述装置主体(2)包括：上支撑盘(201)、中支撑盘(202)、下支撑盘(203)，设置在在所述底座(1)上；支撑杆(204)，其中，所述支撑杆(204)的上端固定安装在所述上支撑盘(201)上，所述支撑杆(204)的下端固定安装在所述下支撑盘(203)上，所述支撑杆(204)贯穿所述中支撑盘(202)，并且与所述中支撑盘(202)相对固定；和悬臂杆(205)，其中，所述悬臂杆(205)下端固定安装在所述下支撑盘(203)上。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述待测试试样包括片状试样(9)和管状试样(10)；所述数据采集系统(7)包括力传感器(701)、位移传感器(702)和数据采集器(703)；所述装卡组件(3)包括：力传感器安装盘(301)，其中，所述力传感器安装盘(301)安装在所述中支撑盘(202)上，用于安装力传感器(701)；测力连杆(302)；片状试样卡具(303)，其中，所述片状试样卡具(303)穿过所述悬臂杆(205)并安装在所述力传感器安装盘(301)上；所述片状试样卡具(303)内安装所述片状试样(9)；所述测力连杆(302)分别穿过所述力传感器安装盘(301)，并伸入所述片状试样卡具(303)中；位移传感器卡具(304)，其中，所述位移传感器卡具(304)固定设置在所述力传感器安装盘(301)上，用于安装位移传感器(702)；管状试样上卡具(305)和管状试样下卡具(306)，其中，所述管状试样上卡具(305)和管状试样下卡具(306)分别装在所述悬臂杆(205)的上下两端，并将所述管状试样(10)卡紧在中间，使所述管状试样(10)和所述片状试样(9)的安装位置在同一高度上；和位移测量辅助片(307)，其中，所述位移测量辅助片(307)设置在所述管状试样上卡具(305)的侧壁上，用于测量管状试样(10)的法向和切向位移。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述力传感器安装盘(301)外形呈圆环状，且所述力传感器安装盘(301)的端面周围均
匀开设有方形槽，并且每个所述方形槽的侧壁上开设有沿圆径向方向的横向孔；所述力传感器(701)安装在所述力传感器安装盘(301)的所述方形槽内，并且与所述测力连杆(302)连接；其中，所述方形槽的数量与所述测力连杆(302)以及所述力传感器(701)的数量相同；所述位移传感器(702)共有两个，并且两个所述位移传感器(702)的轴线夹角呈90
°
；所述位移测量辅助片(307)呈直角结构，并安装在管状试样上卡具(305)的侧壁上。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述液体环境及循环系统(4)包括：上液池(401)和下液池(402)，其中，所述上液池(401)和所述下液池(402)分别位于所述片状试样卡具(303)的上下两侧，并且夹紧所述片状试样卡具(303)；其中，所述下液池(402)的底部中心位置设置有底部接管，所述悬臂杆(205)穿过所述底部接管，所述下液池(402)的底部偏心位置设有出水接管，所述下液池(402)的侧壁的轴向中间位置设有进水接管；堵头(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱国瑞，马旭，谭蔚，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：