【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料工程，具体地指一种腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统及装配方法。
技术介绍
1、材料腐蚀疲劳试验通常为预腐蚀疲劳试验，所谓预腐蚀为在疲劳加载前，先将待测试材料进行实验室加速腐蚀，待测材料达到一定腐蚀损伤后，开始进行疲劳加载试验。所需装置为盐雾试验箱，但是在疲劳加载前进行预腐蚀存在如下缺点：
2、第一，忽略了腐蚀和疲劳间的相互耦合作用，实际情况中，结构构件在受到疲劳交变荷载的同时伴随着环境的侵蚀作用，结构或构件腐蚀后表面会形成致密的锈层，在交变荷载作用下，锈层与材料基体的粘结作用会变差，从而导致锈层脱落或开裂，腐蚀介质会随着锈层的裂纹进一步与基体接触，使基体进一步锈蚀；
3、第二，材料预腐蚀后进行疲劳加载，忽略了裂纹萌生后，腐蚀进一步加速裂纹扩展的机制，导致疲劳寿命评估结果偏大，结果偏于不安全。
4、因此，现有的腐蚀疲劳耦合试验，在疲劳加载过程中，将测试试件全程浸泡在盐溶液中，实现疲劳与腐蚀同步开展。但是，在实际腐蚀环境中，经历盐溶液干、湿交替循环侵蚀作用，引起的腐蚀程度往往要大于盐溶液完全浸泡作用，例如，海洋腐蚀环境中，水平面以下结构构件的腐蚀率往往小于水平面海水飞溅区构件的腐蚀程度，使得位于该区域的结构构件往往率先出现疲劳失效。因此，现有的疲劳与腐蚀同步开展的装置设备无法实现实际情况中的腐蚀条件(干、湿交替循环侵蚀)不符。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足之处，本专利技术提出一种腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统及装配方法，符
2、为达到上述目的，本专利技术所设计的一种腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，包括测试试件，其特别之处在于：所述测试试件的两个夹持端设置有用于为测试试件施加疲劳荷载的疲劳加载系统，所述测试试件加持段设置有用于为测试试件施加循环腐蚀的腐蚀溶液循环系统；
3、所述腐蚀溶液循环系统包括固定在测试试件加持段的腐蚀容器室，且腐蚀容器室贯穿测试试件的腐蚀与疲劳加载耦合段，所述容器室顶端设置有用于密封容器室的顶盖，所述容器室贯穿测试试件的对应两侧面分别设置有用于穿过测试试件夹持端的第一孔洞；
4、所述容器室内部设置有支架，所述支架用于固定雾化喷头，所述雾化喷头连通有进水导管，所述进水导管穿过容器室侧壁、且进水端连接有用于控制腐蚀溶液喷淋与间歇周期循环时间的进水蠕动泵，所述进水蠕动泵进水端连通腐蚀储液盒中的腐蚀溶液；
5、所述容器室底部侧壁贯穿有出水导管，所述出水导管出水端连接有用于控制腐蚀溶液抽水循环时间的出水蠕动泵，所述出水蠕动泵出水端连通腐蚀储液盒中的腐蚀溶液。
6、进一步地，所述支架呈上、下两层设计，所述进水导管中连通有分流三通接头，所述分流三通接头用于将腐蚀溶液分流至固定在上层支架上的进水导管和固定在下层支架上的进水导管。
7、更进一步地，所述上、下层支架上的进水导管中分别连通有正三通接头，所述正三通接头第一端头连接进水导管进水端，第二端头连接进水导管出水端，第三端头连接雾化喷头，所述进水导管出水端连通弯通接头，所述弯通接头连接雾化喷头。
8、进一步地，所述测试试件呈竖直布置状态，所述第一孔洞设置于顶盖上，所述容器室底端外侧贯穿测试试件夹持端的位置处设置有橡胶垫圈，所述橡胶垫圈外侧设置有与测试试件夹持端匹配的固定螺母。
9、更进一步地，所述疲劳加载系统包括液压伺服作动器，所述液压伺服作动器包括用于夹持测试试件上夹持端的上液压夹头和用于夹持测试试件下夹持端的下液压夹头。
10、更进一步地，所述疲劳加载系统还连接有用于控制疲劳加载装置，并设置疲劳加载参数、以及采集腐蚀疲劳加载过程中所需数据的测试系统，所述测试系统包括安装在上液压夹头上的传感器，所述传感器连接有控制器，所述控制器连接有液压伺服作动器和测试电脑。
11、进一步地，所述测试试件呈水平布置状态，所述第一孔洞设置于容器室对应的两侧壁。
12、本专利技术还设计一种腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统的装配方法，适用于上述的腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，其特别之处在于，包括如下步骤：
13、s1)将雾化喷头与进水导管连接，并将雾化喷头和进水导管固定在支架上，再将支架放入容器室内部；进水导管进水端从容器室侧壁伸出与分流三通接头连接，将出水导管出水端从容器室侧壁伸出；
14、s2)待测试试件下加持段穿过容器室，并通过疲劳加载系统中的下液压夹头夹持固定；
15、s3)将连接好的容器室固定在待测试试件加持段，并保证容器室的水密性；
16、s4)安装容器室的顶盖，并通过疲劳加载系统中的上液压夹头夹持固定待测试试件上加持段；
17、s5)制备腐蚀溶液，并将腐蚀溶液置于腐蚀储液盒中，将进水蠕动泵进水端连通腐蚀储液盒中的腐蚀溶液，将进水导管出水端连接进水蠕动泵；将出水蠕动泵出水端连通腐蚀储液盒中的腐蚀溶液，将出水导管进水端连接出水蠕动泵；
18、s6)对进水蠕动泵设置喷淋与间歇周期循环时间，对出水蠕动泵设置抽水循环时间；对测试系统中的控制器设置疲劳加载参数，调试测试系统、疲劳加载系统、腐蚀溶液循环系统正常运行后，开始试验。
19、进一步地，所述腐蚀溶液为nacl溶液。
20、本专利技术的优点在于：
21、1、本专利技术制作安装简易便捷，较传统的预腐蚀疲劳系统流程，实现了腐蚀与交变荷载作用耦合的复杂工况，通过腐蚀溶液循环系统实现对测试试件的干、湿交替循环腐蚀，将腐蚀溶液循环系统中的容器室贯穿测试试件的疲劳加载段，并将腐蚀溶液循环系统固定在测试试件加持段，通过控制腐蚀溶液循环系统中进水蠕动泵的喷淋与间歇周期循环时间，实现测试试件的干、湿交替循环侵蚀条件；通过控制腐蚀溶液循环系统中出水蠕动泵的抽水循环时间，避免测试试件全程浸泡在盐溶液中，避免疲劳与腐蚀同步开展；
22、2、本专利技术在测试试件的两个夹持端设置疲劳加载系统，通过疲劳加载系统实现测试试件的疲劳加载，从而实现腐蚀和疲劳之间的相互耦合作用；
23、3、本专利技术设置在疲劳加载系统上的测试系统，控制疲劳加载装置，并设置疲劳加载参数、以及采集腐蚀疲劳加载过程中所需数据，使用该腐蚀疲劳耦合作用试验系统获得的材料腐蚀疲劳寿命较已有方法更加准确可靠；
24、本专利技术腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统及装配方法，提出了与真实腐蚀环境更接近的喷淋腐蚀装置系统，能够正确地模拟干、湿交替循环的腐蚀环境，实现了真实的环境因素与荷载耦合影响。
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1.一种腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，包括测试试件(19)，其特征在于：所述测试试件(19)的两个夹持端设置有用于为测试试件(19)施加疲劳荷载的疲劳加载系统，所述测试试件(19)加持段设置有用于为测试试件(19)施加循环腐蚀的腐蚀溶液循环系统；
2.根据权利要求1所述的腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，其特征在于：所述支架(16)呈上、下两层设计，所述进水导管(9)中连通有分流三通接头(13)，所述分流三通接头(13)用于将腐蚀溶液分流至固定在上层支架上的进水导管(9)和固定在下层支架上的进水导管(9)。
3.根据权利要求2所述的腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，其特征在于：所述上、下层支架上的进水导管(9)中分别连通有正三通接头(22)，所述正三通接头(22)第一端头连接进水导管(9)进水端，第二端头连接进水导管(9)出水端，第三端头连接雾化喷头(18)，所述进水导管(9)出水端连通弯通接头(17)，所述弯通接头(17)连接雾化喷头(18)。
4.根据权利要求1所述的腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，其特征在于：所述测试试件(19)呈竖
5.根据权利要求4所述的腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，其特征在于：所述疲劳加载系统包括液压伺服作动器(6)，所述液压伺服作动器(6)包括用于夹持测试试件(19)上夹持端的上液压夹头(4)和用于夹持测试试件(19)下夹持端的下液压夹头(5)。
6.根据权利要求5所述的腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，其特征在于：所述疲劳加载系统还连接有用于控制疲劳加载装置，并设置疲劳加载参数、以及采集腐蚀疲劳加载过程中所需数据的测试系统，所述测试系统包括安装在上液压夹头(4)上的传感器(3)，所述传感器(3)连接有控制器(2)，所述控制器(2)连接有液压伺服作动器(6)和测试电脑(1)。
7.根据权利要求1所述的腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，其特征在于：所述测试试件(19)呈水平布置状态，所述第一孔洞(15-1)设置于容器室(15)对应的两侧壁。
8.一种腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统的装配方法，适用于如权利要求1～7任一项所述的腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统的装配方法，其特征在于：S5)中，所述腐蚀溶液(12)为NaCl溶液。
...【技术特征摘要】
1.一种腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，包括测试试件(19)，其特征在于：所述测试试件(19)的两个夹持端设置有用于为测试试件(19)施加疲劳荷载的疲劳加载系统，所述测试试件(19)加持段设置有用于为测试试件(19)施加循环腐蚀的腐蚀溶液循环系统；
2.根据权利要求1所述的腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，其特征在于：所述支架(16)呈上、下两层设计，所述进水导管(9)中连通有分流三通接头(13)，所述分流三通接头(13)用于将腐蚀溶液分流至固定在上层支架上的进水导管(9)和固定在下层支架上的进水导管(9)。
3.根据权利要求2所述的腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，其特征在于：所述上、下层支架上的进水导管(9)中分别连通有正三通接头(22)，所述正三通接头(22)第一端头连接进水导管(9)进水端，第二端头连接进水导管(9)出水端，第三端头连接雾化喷头(18)，所述进水导管(9)出水端连通弯通接头(17)，所述弯通接头(17)连接雾化喷头(18)。
4.根据权利要求1所述的腐蚀与疲劳加载耦合作用的试验系统，其特征在于：所述测试试件(19)呈竖直布置状态，所述第一孔洞(15-1)设置于顶盖(14)上，所述容器室(15)底端外侧贯穿测试试件(19)夹持端的位置处设置有橡胶垫圈(20)，所述橡胶垫圈(...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡超，夏谦，吴海兵，于嵩松，曾二贤，徐彬，冯衡，王松涛，白强，江卫华，王思宇，曹雨，刘江，李逸飞，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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