一种带气动功能的蠕变-疲劳试验台及其工作方法技术

本发明专利技术涉及材料检测领域，具体涉及一种带气动功能的蠕变—疲劳试验台及其工作方法。试验台包括固定支架，固定支架上固定设置有拉伸装置、加热装置和测微仪，通过DIC测量仪器配合测微仪测量实验过程中的材料特性数据，增强了实验的精度。加热装置内穿设通气装置，通气装置上设置有进气孔和出气孔，用于模拟多种复杂的工况环境，另外，通气装置位于加热装置内部，有利于通气装置内气体环境的稳定。通气装置内穿设拉伸装置，拉伸装置上固定设置待测部件，待测部件位于通气装置内，拉伸装置底端设置有承重板和气动装置，承重板上设置砝码。装置整体设计合理可靠，实验工况环境可调，实验精度高，实验结果稳定可靠。实验结果稳定可靠。实验结果稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种带气动功能的蠕变
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疲劳试验台及其工作方法


[0001]本专利技术涉及材料检测领域，具体涉及一种带气动功能的蠕变—疲劳试验台及其工作方法。

技术介绍

[0002]在许多领域，如航空，汽车，高速铁路涉及国家安全，国防工业和国民经济等，一些重要的结构在不同的运用条件下的外场环境是不一样的，而且其外场环境有时还是多变的。其中高温和机械疲劳的两种形式的结合是繁琐外场作用中比较常见的形式，也是导致零件的结构的变化、零件报废和导致比较大的安全事故的重要因素。基于上述的不同使用的环境下的零部件发生疲劳损坏的原因，大多数情况下是由于零件的表层结构或内部结构缺陷处在高温—循环应力载荷双重作用下产生疲劳裂纹。因为对疲劳裂纹变形方法和演化变化方式的不清晰，导致对结构疲劳失效难以精准预测，难以对构件的疲劳寿命形成精确认识；而且在温度比较高的环境下，因蠕变、应力松弛、表层氧化、热应力集中和粘弹性转变等因素的共同作用，高温载荷下材料力学性能的衰退机制越来越复杂，因此对于高温疲劳失效现象的预估与防止十分困难。
[0003]目前的零部件疲劳寿命标则是基于金属材料低周疲劳(106)测试结果而制定的。而以前的疲劳试验的试验方法中关于温度对材料疲劳性能的影响涉及比较少。但是在实际工况下，温度场对材料力学性能的影响不容忽视。材料的宏观失效的原因大多数都是因高温疲劳载荷作用导致其内部结构在使用过程中发生疲劳损伤演化，但根据现存的材料疲劳性能试验难以揭示出关于材料在复杂力
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热耦合条件下的疲劳性能特征，进而影响了工件材料使用可靠性以及评价的准确性，制约了新型结构材料的开发与应用。
[0004]由此可见，准确得到各种材料在不同复合条件下的疲劳性能特征是一项重大且意义深远的工作，针对于此，我们在现有疲劳试验台的基础上对其进行了改进，来满足不同复合条件下的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种带气动功能的蠕变—疲劳试验台及其工作方法，该试验台可用于在复杂力
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热耦合条件下的疲劳性能特征测试，装置实用性强，实验精度较高，实验结果稳定可靠。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种带气动功能的蠕变—疲劳试验台，包括固定支架，固定支架上固定设置有拉伸装置、加热装置和测微仪，加热装置上设置有观察窗，观察窗前设置有DIC测量仪器，加热装置内穿设通气装置，通气装置上设置有进气孔和出气孔，通气装置内穿设拉伸装置，拉伸装置上固定设置待测部件，待测部件位于通气装置内，拉伸装置底端设置有承重板，承重板上设置砝码，承重板连接气动装置。
[0008]固定支架包括底座，底座上设置有第一支架和第二支架，第一支架上设置有拉伸
装置，第二支架上设置有加热装置。
[0009]第一支架包括两根立柱，第一支架上设置有横梁、第一辅助定位梁和第二辅助定位梁，横梁上固定设置有拉伸装置，第一辅助定位梁和第二辅助定位梁上均设置有通孔，拉伸装置穿设在第一辅助定位梁和第二辅助定位梁的通孔内，第一支架上设置有测微仪，测微仪包括光栅测微仪，光栅测微仪通过开关式磁力座固定在第一支架上。
[0010]拉伸装置包括上拉杆和下拉杆，上拉杆和下拉杆之间连接待测部件，下拉杆上设置有凸台，凸台位于第一辅助定位梁上方，凸台通过第一连杆连接承重板，承重板通过第二连杆与气动装置连接，第一连杆穿设在第一辅助定位梁和第二辅助定位梁的通孔内。
[0011]气动装置位于底座下方，底座上开设有通孔，第二连杆穿设在底座的通孔内。
[0012]通气装置包括石英管，石英管两端端口分别固定嵌设有第一内法兰和第二内法兰，第一内法兰和第二内法兰上均开设有中心通孔，拉伸装置嵌设在第一内法兰和第二内法兰上均开设有中心通孔上，待测部件位于石英管内，第一内法兰上设置有进气孔，第二内法兰上设置有出气孔。
[0013]石英管两端均固定套设有外法兰，第一内法兰和第二内法兰与外法兰均通过螺栓固定。
[0014]加热装置包括隔热壳体，隔热壳体上设置有第一通孔、加热腔和观察窗，第一通孔内嵌设通气装置，加热腔内设置加热部件。
[0015]隔热壳体分两个相同的半壳体，半壳体均设置有把手和固定环，两个半壳体的固定环均套设在固定杆上，固定杆设置在第二支架上。
[0016]一种带气动功能的蠕变—疲劳试验台的工作方法，包括以下步骤：
[0017]S1.安装试验台和待测部件，开启加热装置，通过加热装置、进气孔和出气孔调整加热气体环境；
[0018]S2.加热气体环境达标后开始加减砝码，加减砝码至所需的载荷，调整测微仪至对应工位，调整DIC测量仪器至观察窗前的适当位置；
[0019]S3.开启气动装置，进行数据记录直至待测部件断裂，关闭加热装置、气动装置和DIC测量仪器，取下砝码；
[0020]S4.待测部件冷却后取下待测部件结合数据进行分析。
[0021]与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果如下：
[0022]本专利技术的蠕变—疲劳试验台包括固定支架，固定支架上固定设置有拉伸装置、加热装置和测微仪，加热装置上设置有观察窗，观察窗前设置有DIC测量仪器，通过在炉体上开设观察窗，减少了环境对加热环境的影响，提高了实验精度，DIC测量仪器配合测微仪测量实验过程中的材料特性数据，进一步增强了实验的精度。加热装置内穿设通气装置，通气装置上设置有进气孔和出气孔，用于模拟多种复杂的工况环境，另外，通气装置位于加热装置内部，有利于实验过程中通气装置内气体环境的稳定，保证实验精度。通气装置内穿设拉伸装置，拉伸装置上固定设置待测部件，待测部件位于通气装置内，拉伸装置底端设置有承重板，承重板上设置砝码，承重板连接气动装置。装置整体设计合理可靠，实验工况环境可调，实验精度高。
[0023]进一步的，固定支架包括底座，底座的安装提高了装置的稳定性，方便实验人员加装试件和砝码，另外，当待测部件断裂时，可用于防止砝码落地，损坏底面。底座上设置有第
一支架和第二支架，第一支架上设置有拉伸装置，第二支架上设置有加热装置。
[0024]进一步的，第一支架包括两根立柱，第一支架上设置有横梁、第一辅助定位梁和第二辅助定位梁，提升第一支架的稳定性。第一支架上设置有测微仪，测微仪包括光栅测微仪，光栅测微仪通过开关式磁力座固定在第一支架上，光栅测微仪可实时测量相关数据，提升实验精度。
[0025]进一步的，拉伸装置的下拉杆上设置有凸台，凸台位于第一辅助定位梁上方，当待测部件断裂时，凸台落在第一辅助定位梁上，防止下拉杆和气动装置落地损坏。凸台通过第一连杆连接承重板，承重板通过第二连杆与气动装置连接，第一连杆穿设在第一辅助定位梁和第二辅助定位梁的通孔内，第一辅助定位梁和第二辅助定位梁的两个通孔可对下拉杆起到定位作用，减小待测部件断裂时的摇摆幅度，防止待测部件的断口损坏通气装置的石英管，实用性强。
[0026]进一步的，通气装置包括石英管，待测部件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带气动功能的蠕变—疲劳试验台，其特征在于，包括固定支架(1)，固定支架(1)上固定设置有拉伸装置(2)、加热装置(4)和测微仪(9)，加热装置(4)上设置有观察窗(11)，观察窗(11)前设置有DIC测量仪器(10)，加热装置(4)内穿设通气装置(3)，通气装置(3)上设置有进气孔(25)和出气孔(26)，通气装置(3)内穿设拉伸装置(2)，拉伸装置(2)上固定设置待测部件(15)，待测部件(15)位于通气装置(3)内，拉伸装置(2)底端设置有承重板(18)，承重板(18)上设置砝码(37)，承重板(18)连接气动装置(8)。2.如权利要求1所述的一种带气动功能的蠕变—疲劳试验台，其特征在于，所述固定支架(1)包括底座(7)，底座(7)上设置有第一支架(12)和第二支架(13)，第一支架(12)上设置有拉伸装置(2)，第二支架(13)上设置有加热装置(4)。3.如权利要求2所述的一种带气动功能的蠕变—疲劳试验台，其特征在于，所述第一支架(12)包括两根立柱，第一支架(12)上设置有横梁(34)、第一辅助定位梁(35)和第二辅助定位梁(36)，横梁(34)上固定设置有拉伸装置(2)，第一辅助定位梁(35)和第二辅助定位梁(36)上均设置有通孔，拉伸装置(2)穿设在第一辅助定位梁(35)和第二辅助定位梁(36)的通孔内，第一支架(12)上设置有测微仪(9)，测微仪(9)包括光栅测微仪(14)，光栅测微仪(14)通过开关式磁力座(23)固定在第一支架(12)上。4.如权利要求3所述的一种带气动功能的蠕变—疲劳试验台，其特征在于，所述拉伸装置(2)包括上拉杆(16)和下拉杆(17)，上拉杆(16)和下拉杆(17)之间连接待测部件(15)，下拉杆(17)上设置有凸台(38)，凸台(38)位于第一辅助定位梁(35)上方，凸台(38)通过第一连杆(39)连接承重板(18)，承重板(18)通过第二连杆(40)与气动装置(8)连接，第一连杆(39)穿设在第一辅助定位梁(35)和第二辅助定位梁(36)的通孔内。5.如权利要求4所述的一种带气动功能的蠕变—疲劳试验台，其特征在于，所述，气动装置(8)位于底座(7)下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冬旭，郭晓钥，王毅，宋智超，李晓闻，罗壮，鱼皓波，杨徐博，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：