一种超低温环境下试件疲劳实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超低温环境下试件疲劳实验装置及方法，包括装夹机构及液氮供给机构；装夹机构包括上瓶身、波纹管、下瓶身、上夹持件及下夹持件，所述波纹管的上端与所述上瓶身固定连接，所述波纹管的下端与所述下瓶身可拆卸连接，所述上瓶身、所述波纹管及所述下瓶身围合成一密闭的试验腔，所述下瓶身上开设有与所述试验腔连通的液氮输入口；所述液氮供给机构包括液氮罐。本发明专利技术的有益效果是：通过直接在实验腔内对试件进行降温和疲劳实验，从而一方面可省去试件转移步骤，防止转移过程中冷量损失，另一方面，实验腔的形状可以根据试件的形状进行定制生产，从而可尽可能减小需要制冷的空间的大小，进一步减小液氮使用量。进一步减小液氮使用量。进一步减小液氮使用量。

【技术实现步骤摘要】
一种超低温环境下试件疲劳实验装置及方法


[0001]本专利技术涉及疲劳实验装置
，尤其是涉及一种超低温环境下试件疲劳实验装置及方法。

技术介绍

[0002]在超低温疲劳实验中，实验室常用的试件冷却降温方法主要是将试件放在超低温冰箱、高低温环境箱等降温装置中进行冷却，冷却完毕后迅速移到试验机上试验。不过对于试件导热系数大、或试验时间长的情况，还要考虑试件转移过程中的热损失，因此，在这种情况下，通常还需要将冷却好的试件在转移到试验机上之后进行二次冷却。
[0003]此外，
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196℃超低温疲劳实验一般耗时长，使用传统的液氮环境箱制冷(如申请号为CN201220708864.5的中国技术专利)，由于环境箱腔体大，夹具与环境箱连接部位存在缝隙，导致液氮使用量非常大，实验成本非常高。这样的试验方法和步骤不仅费时费力，而且制冷所需成本也显著增加。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，有必要提供一种超低温环境下试件疲劳实验装置及方法，用以解决现有的超低温疲劳实验由于需要转移试件导致液氮使用量大、实验成本高的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种超低温环境下试件疲劳实验装置，包括装夹机构及液氮供给机构；
[0006]所述装夹机构包括上瓶身、波纹管、下瓶身、上夹持件及下夹持件，所述波纹管的上端与所述上瓶身固定连接，所述波纹管的下端与所述下瓶身可拆卸连接，所述上瓶身、所述波纹管及所述下瓶身围合成一密闭的试验腔，所述上瓶身上开设有与所述试验腔连通的排气口，所述排气口上设置有排气阀，所述下瓶身上开设有与所述试验腔连通的液氮输入口，所述液氮输入口上设置有调节阀，所述上夹持件部分固定于所述上瓶身内、并用于夹持试件的一端，所述下夹持件部分固定于所述下瓶身内、并用于夹持试件的另一端；
[0007]所述液氮供给机构包括液氮罐，所述液氮罐的出口用于与所述液氮输入口连通。
[0008]在一些实施例中，所述装夹机构还包括上法兰、下法兰、密封垫圈及固定件，所述上法兰固定于所述波纹管的下端，所述下法兰固定于所述下瓶身的上端，所述下法兰用于与所述上法兰扣合，所述密封垫圈设置于所述上法兰与所述下法兰之间，所述固定件用于固定所述上法兰及所述下法兰。
[0009]在一些实施例中，所述上法兰上开设有若干个第一固定孔，所述下法兰上开设有若干个与各个所述第一固定孔一一对应的第二固定孔，所述固定件包括若干个固定螺栓，所述固定螺栓用于穿过对应的所述第一固定孔及对应的所述第二固定孔。
[0010]在一些实施例中，所述上夹持件为上套筒，所述上套筒的内壁上形成有第一内螺纹，所述试件的一端的外侧壁上开设有与所述第一内螺纹相配合的第一外螺纹，所述第一外螺纹与所述第一内螺纹螺纹连接。
[0011]在一些实施例中，所述下夹持件为下套筒，所述下套筒的内壁上形成有第二内螺纹，所述试件的另一端的外侧壁上开设有与所述第二内螺纹相配合的第二外螺纹，所述第二外螺纹与所述第二内螺纹螺纹连接。
[0012]在一些实施例中，所述上瓶身上还开设有与所述试验腔连通的安装口，所述安装口内用于安装液位计，所述液位计用于检测所述试验腔内的液氮的液面高度。
[0013]在一些实施例中，所述液氮罐为自增压液氮罐。
[0014]在一些实施例中，所述液氮供给机构还包括连接管，所述连接管的一端与所述液氮罐的出口连通，所述连接管的另一端与所述液氮输入口连通。
[0015]在一些实施例中，所述超低温环境下试件疲劳实验装置还包括压力检测件，所述压力检测件用于检测所述试验腔内的气压。
[0016]本专利技术还提供了一种超低温环境下试件疲劳实验方法，适用于所述的超低温环境下试件疲劳实验装置，包括如下步骤：
[0017]S1、将试件的一端固定于上夹持件，将试件的另一端固定于下夹持件，将上夹持件及下夹持件分别连接至压力机的固定端和活动端，再将波纹管的下端与下瓶身固定连接，此时，上瓶身、波纹管及下瓶身围合成一密闭的试验腔；
[0018]S2、通过液氮罐向试验腔内注入液氮，从而对实验腔内的试件进行制冷，当实验腔内液氮压力达到一定值时，排气阀开启排出挥发的液氮维持实验腔内压力稳定；
[0019]S3、通过压力机带动上夹持件及下夹持件相互分离，从而带动试件进行拉伸试验，在试验过程中，波纹管可跟随试件的拉伸而发生长度变化，从而保证拉伸试验的进行。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提出的技术方案的有益效果是：通过直接在实验腔内对试件进行降温和疲劳实验，从而一方面可省去试件转移步骤，防止转移过程中冷量损失，另一方面，实验腔的形状可以根据试件的形状进行定制生产，从而可尽可能减小需要制冷的空间的大小，进一步减小液氮使用量，同时，通过设置波纹管可使实验腔在伸缩过程中保持密封性，以保证试件疲劳实验的进行。
附图说明
[0021]图1是本专利技术提供的超低温环境下试件疲劳实验装置的一实施例的结构示意图；
[0022]图2是图1中的装夹机构的结构示意图；
[0023]图3是图2中剖面A
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A的剖视图；
[0024]图4是图3中区域B的局部放大图；
[0025]图5是图2中的装夹机构的立体结构示意图；
[0026]图中：1
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装夹机构、11
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上瓶身、111
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排气口、112
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排气阀、113
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液位计、12
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波纹管、13
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下瓶身、131
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液氮输入口、132
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调节阀、14
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上夹持件、15
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下夹持件、16
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上法兰、17
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下法兰、18
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密封垫圈、19
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固定件、2
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液氮供给机构、21
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液氮罐、22
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连接管、3
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试件。
具体实施方式
[0027]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0028]请参照图1
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图5，本专利技术提供了一种超低温环境下试件疲劳实验装置，包括装夹机
构1及液氮供给机构2。
[0029]所述装夹机构1包括上瓶身11、波纹管12、下瓶身13、上夹持件14及下夹持件15，所述波纹管12的上端与所述上瓶身11固定连接，所述波纹管12的下端与所述下瓶身13可拆卸连接，所述上瓶身11、所述波纹管12及所述下瓶身13围合成一密闭的试验腔，所述上瓶身11上开设有与所述试验腔连通的排气口111，所述排气口111上设置有排气阀112，排气阀112用于控制排气口111的启闭，所述下瓶身13上开设有与所述试验腔连通的液氮输入口13本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，包括装夹机构及液氮供给机构；所述装夹机构包括上瓶身、波纹管、下瓶身、上夹持件及下夹持件，所述波纹管的上端与所述上瓶身固定连接，所述波纹管的下端与所述下瓶身可拆卸连接，所述上瓶身、所述波纹管及所述下瓶身围合成一密闭的试验腔，所述上瓶身上开设有与所述试验腔连通的排气口，所述排气口上设置有排气阀，所述下瓶身上开设有与所述试验腔连通的液氮输入口，所述液氮输入口上设置有调节阀，所述上夹持件部分固定于所述上瓶身内、并用于夹持试件的一端，所述下夹持件部分固定于所述下瓶身内、并用于夹持试件的另一端；所述液氮供给机构包括液氮罐，所述液氮罐的出口用于与所述液氮输入口连通。2.根据权利要求1所述的超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，所述装夹机构还包括上法兰、下法兰、密封垫圈及固定件，所述上法兰固定于所述波纹管的下端，所述下法兰固定于所述下瓶身的上端，所述下法兰用于与所述上法兰扣合，所述密封垫圈设置于所述上法兰与所述下法兰之间，所述固定件用于固定所述上法兰及所述下法兰。3.根据权利要求2所述的超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，所述上法兰上开设有若干个第一固定孔，所述下法兰上开设有若干个与各个所述第一固定孔一一对应的第二固定孔，所述固定件包括若干个固定螺栓，所述固定螺栓用于穿过对应的所述第一固定孔及对应的所述第二固定孔。4.根据权利要求1所述的超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，所述上夹持件为上套筒，所述上套筒的内壁上形成有第一内螺纹，所述试件的一端的外侧壁上开设有与所述第一内螺纹相配合的第一外螺纹，所述第一外螺纹与所述第一内螺纹螺纹连接。5.根据权利要求1所述的超低温环境下试件疲劳实...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐林志，夏威，詹彭昱，祝嘉诚，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：