一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置及方法，包括：應(yīng)變測(cè)量裝置，加熱系統(tǒng)以及循環(huán)冷卻系統(tǒng)；應(yīng)變測(cè)量裝置包括上連接板、上應(yīng)變感應(yīng)柱、下連接板、下應(yīng)變感應(yīng)柱以及引伸計(jì)；試樣的上端穿過上連接板和上冷卻盤，并與上冷卻盤和上連接板固定連接；試樣的下端穿過腐蝕鍋、加熱爐、下連接板和下冷卻盤，并與下連接板和下冷卻盤固定連接；上應(yīng)變感應(yīng)柱的一端固定在上連接板上，下應(yīng)變感應(yīng)柱一端固定在下連接板上，上應(yīng)變感應(yīng)柱的另一端和下應(yīng)變感應(yīng)柱的另一端相對(duì)齊；引伸計(jì)通過橡皮筋分別固定在上應(yīng)變感應(yīng)柱以及下應(yīng)變感應(yīng)柱上。本發(fā)明克服了引伸計(jì)無(wú)法在腐蝕以及高溫環(huán)境下使用的難題，操作簡(jiǎn)便靈活，安全可靠，成本低，測(cè)量精度高。
【專利說明】一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于材料性能測(cè)試及材料應(yīng)變測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置及方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]低周疲勞是材料在高應(yīng)力循環(huán)作用下的疲勞，其疲勞壽命較短。低周疲勞問題涉及的范圍十分廣泛，如化工壓力容器、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、核壓力容器和管道中都嚴(yán)重存在著低周疲勞問題，因此對(duì)低周疲勞的研究有著廣泛的應(yīng)用。引伸計(jì)是低周疲勞試驗(yàn)機(jī)的重要部件，通過引伸計(jì)可以控制試樣在試驗(yàn)過程中的變形量，具有精度高、可靠性高、靈敏度高的特點(diǎn)。但是由于引伸計(jì)是精密部件，在環(huán)境惡劣的腐蝕及高溫條件下其金屬部件容易腐蝕，變形，從而影響各類信號(hào)的傳遞和輸出，并且損壞。因此腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞比較難以實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置及方法，以克服引伸計(jì)無(wú)法在腐蝕以及高溫環(huán)境下使用的難題，本發(fā)明裝置操作簡(jiǎn)便靈活，安全可靠，成本低，測(cè)量精度高，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置，包括:應(yīng)變測(cè)量裝置，加熱系統(tǒng)以及循環(huán)冷卻系統(tǒng)；應(yīng)變測(cè)量裝置包括上連接板、上應(yīng)變感應(yīng)柱、下連接板、下應(yīng)變感應(yīng)柱以及引伸計(jì)；試樣的上端穿過上連接板和上冷卻盤，并與上冷卻盤和上連接板固定連接；試樣的下端穿過腐蝕鍋、加熱爐、下連接板和下冷卻盤，并與下連接板和下冷卻盤固定連接；上應(yīng)變感應(yīng)柱的一端固定在上連接板上，下應(yīng)變感應(yīng)柱一端固定在下連接板上，上應(yīng)變感應(yīng)柱的另一端和下應(yīng)變感應(yīng)柱的另一端相對(duì)齊；引伸計(jì)通過橡皮筋分別固定在上應(yīng)變感應(yīng)柱以及下應(yīng)變感應(yīng)柱上；腐蝕鍋位于加熱爐內(nèi)；加熱系統(tǒng)包括腐蝕鍋和加熱爐；循環(huán)冷卻系統(tǒng)，用于降低加熱時(shí)應(yīng)變測(cè)量裝置的溫度。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:上冷卻盤、上連接板、下冷卻盤和下連接板平行設(shè)置，且腐蝕鍋和加熱爐設(shè)置于上連接板與下連接板之間。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:試樣的上端通過兩個(gè)螺母與試樣上端的外螺紋相配合，將試樣的上端、上連接板和上冷卻盤固定連接；試樣的下端通過兩個(gè)螺母與試樣下端的外螺紋相配合，將試樣下端、腐蝕鍋、加熱爐、下連接板和下冷卻盤固定連接。
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:加熱爐上設(shè)置加熱爐上蓋；加熱爐上蓋上設(shè)有供試樣穿過的試樣插孔、用于安裝熱電偶的熱電偶插孔；熱電偶插孔中安裝有熱電偶。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:腐蝕鍋的底部與試樣之間設(shè)有密封圈；加熱爐上蓋上還設(shè)有導(dǎo)氣管插孔，導(dǎo)氣管插孔中安裝有導(dǎo)氣管。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:加熱爐的電源線以及熱電偶與PID控制器相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐溫度的控制。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:上冷卻盤、下冷卻盤中通有冷卻水，上冷卻盤和下冷卻盤上設(shè)置的上循環(huán)水管以及下循環(huán)水管與低壓循環(huán)水泵相連，實(shí)現(xiàn)冷卻水的循環(huán)。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:上連接板上設(shè)有供上應(yīng)變感應(yīng)柱穿過的第一應(yīng)變感應(yīng)柱插孔，下連接板上設(shè)有供下應(yīng)變感應(yīng)柱穿過的第二應(yīng)變感應(yīng)柱插孔；第一應(yīng)變感應(yīng)柱插孔和第二應(yīng)變感應(yīng)柱插孔具有用于調(diào)節(jié)上應(yīng)變感應(yīng)柱和下應(yīng)變感應(yīng)柱水平位置的調(diào)節(jié)空間。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:上應(yīng)變感應(yīng)柱和下應(yīng)變感應(yīng)柱之間的間距為I?2mm。
[0014]一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)方法，包括以下步驟:
[0015]首先，對(duì)試樣進(jìn)行低周疲勞試驗(yàn)，測(cè)定不同的試驗(yàn)初始應(yīng)變條件下試樣所承受的載荷；
[0016]其次，將腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置安裝好后，測(cè)量上連接板和下連接板之間的距離S ;建立四分之一軸對(duì)稱模型，使用模擬軟件模擬試樣在不同載荷條件下的應(yīng)變，然后統(tǒng)計(jì)s/2及L/2處試樣的應(yīng)變，確定試樣兩端距中心S/2處總的應(yīng)變與試驗(yàn)初始應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系；最后，在試驗(yàn)過程中，應(yīng)變參數(shù)控制使用模擬所得的試驗(yàn)初始應(yīng)變所對(duì)應(yīng)的試樣兩端距中心S/2處總的應(yīng)變值，數(shù)據(jù)處理時(shí)，使用與試樣兩端距中心S/2處總的應(yīng)變所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)初始應(yīng)變；其中L為引伸計(jì)標(biāo)距。
[0017]本發(fā)明測(cè)量的應(yīng)變不是被測(cè)試樣中間部分的應(yīng)變；當(dāng)試樣的尺寸以及試驗(yàn)裝置的安裝部位確定后，通過有限元模擬試樣應(yīng)變，然后統(tǒng)計(jì)引伸計(jì)標(biāo)距間試樣的應(yīng)變以及應(yīng)變測(cè)量裝置上連接板及下連接板間試樣的應(yīng)變，確定之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；在試驗(yàn)的過程中，參數(shù)設(shè)定為應(yīng)變測(cè)量裝置間的應(yīng)變；之后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，按照對(duì)應(yīng)關(guān)系，將應(yīng)變測(cè)量裝置間的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為弓I伸計(jì)標(biāo)距間的應(yīng)變。
[0018]本發(fā)明試驗(yàn)方法，首先使用低周疲勞試驗(yàn)的方法，測(cè)得不同應(yīng)變下試樣所受到的最大載荷，然后使用數(shù)值模擬的方法測(cè)得不同應(yīng)變條件下距試樣中心一定距離下試樣的應(yīng)變值，使用此應(yīng)變值作為腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)參數(shù)。
[0019]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置功能全面，可以實(shí)現(xiàn)腐蝕環(huán)境下，高溫環(huán)境下，高溫腐蝕環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)。
[0021]本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，成本低，使用壽命長(zhǎng)，高溫腐蝕環(huán)境下，通過導(dǎo)氣管將腐蝕氣體排除，避免了腐蝕氣體對(duì)機(jī)器的腐蝕；同時(shí)通過循環(huán)冷卻系統(tǒng)將應(yīng)變測(cè)量裝置的溫度控制在一定范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)較高溫度下的低周疲勞試驗(yàn)。
[0022]本發(fā)明試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，通過有限元模擬，本發(fā)明可以保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明腐蝕及高溫環(huán)境下低周疲勞試驗(yàn)裝置的系統(tǒng)示意圖。
[0024]圖2是進(jìn)行高溫低周疲勞試驗(yàn)時(shí)使用的加熱爐上蓋的示意圖。
[0025]圖3是進(jìn)行高溫腐蝕低周疲勞試驗(yàn)時(shí)使用的加熱爐上蓋的示意圖。
[0026]圖4是上下連接板示意圖。
[0027]圖5是加熱爐及腐蝕鍋示意圖。[0028]圖6是模擬標(biāo)定時(shí)的標(biāo)定位置(距試樣中心)示意圖。
[0029]圖7是實(shí)施例1中高溫腐蝕環(huán)境下材料的低周疲勞S-N曲線圖。
[0030]圖8是實(shí)施例2中高溫環(huán)境下材料的低周疲勞S-N曲線圖。
[0031]其中，1、上冷卻盤；2、循環(huán)水管；3、熱電偶；4、螺母；5、試樣；6、上連接板；7、加熱爐上蓋；8、腐蝕鍋；9、加熱爐；10、螺母；11、上應(yīng)變感應(yīng)柱；12、引伸計(jì)；13、下冷卻盤；14、循環(huán)水管；15、密封圈；16、螺母；17、下連接板；18、電源線；19、螺母；20、下應(yīng)變感應(yīng)柱；21、熱電偶插孔；22、試樣插孔；23、導(dǎo)氣管；24、導(dǎo)氣管插孔；25、試樣插孔；26、應(yīng)變感應(yīng)柱插孔；27、試樣插孔；28、加熱爐底蓋。
【具體實(shí)施方式】:
[0032]請(qǐng)參閱圖1至圖8所示，本發(fā)明一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置，包括:應(yīng)變測(cè)量裝置，加熱系統(tǒng)以及循環(huán)冷卻系統(tǒng)。
[0033]應(yīng)變測(cè)量裝置由上連接板6，上應(yīng)變感應(yīng)柱11，下連接板17，下應(yīng)變感應(yīng)柱20以及引伸計(jì)12組成；試樣5穿過上冷卻盤I和上連接板6，通過螺母4以及試樣5上面的螺紋連接固定在一起；試樣5穿過下冷卻盤13，下連接板17，加熱爐9，腐蝕鍋8以及密封圈15，通過螺母16以及試樣5上面的螺紋連接固定在一起；上應(yīng)變感應(yīng)柱11穿過上連接板6，通過螺母10及其上面的螺紋固定一起；下應(yīng)變感應(yīng)柱20穿過下連接板17，通過螺母19及其上面的螺紋固定一起；引伸計(jì)12通過橡皮筋分別固定在上應(yīng)變感應(yīng)柱11以及下應(yīng)變感應(yīng)柱20上。
[0034]加熱系統(tǒng)由腐蝕鍋8，加熱爐9，熱電偶3，加熱爐上蓋7以及電源線18組成。
[0035]循環(huán)冷卻系統(tǒng)由上冷卻盤1，下冷卻盤12，循環(huán)水管2以及循環(huán)水管14組成。
[0036]加熱系統(tǒng)通過電源線18以及熱電偶3與PID控制器相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐溫度的控制。
[0037]循環(huán)冷卻系統(tǒng)，上冷卻盤1、下冷卻盤13中通有冷卻水，通過循環(huán)水管2以及循環(huán)水管14與低壓循環(huán)水泵相連，實(shí)現(xiàn)冷卻水的循環(huán)，繼而降低加熱時(shí)應(yīng)變測(cè)量裝置的溫度。
[0038]應(yīng)變感應(yīng)裝置，下連接板17的應(yīng)變感應(yīng)柱插孔26的直徑大于下應(yīng)變感應(yīng)柱20的直徑，便于調(diào)節(jié)下應(yīng)變感應(yīng)柱20的水平位置，使上應(yīng)變感應(yīng)柱11和下應(yīng)變感應(yīng)柱20對(duì)齊。
[0039]應(yīng)變測(cè)量裝置測(cè)量的應(yīng)變不是被測(cè)試樣中間部分的應(yīng)變；當(dāng)試樣的尺寸以及試驗(yàn)裝置的安裝部位確定后，通過有限元模擬試樣應(yīng)變，然后統(tǒng)計(jì)引伸計(jì)標(biāo)距間試樣的應(yīng)變以及應(yīng)變測(cè)量裝置上連接板6及下連接板17間試樣的應(yīng)變，確定之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；在試驗(yàn)的過程中，參數(shù)設(shè)定為應(yīng)變測(cè)量裝置間的應(yīng)變；之后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，按照對(duì)應(yīng)關(guān)系，將應(yīng)變測(cè)量裝置間的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為弓I伸計(jì)標(biāo)距間的應(yīng)變。
[0040]上述加熱系統(tǒng)，當(dāng)進(jìn)行高溫低周疲勞試驗(yàn)時(shí)，使用如圖2所示的加熱爐上蓋7，并且不安裝密封圈15 ;當(dāng)進(jìn)行高溫腐蝕低周疲勞試驗(yàn)時(shí)，使用如圖3所示的加熱爐上蓋7，其特征在于在加熱爐上蓋7上多開了一個(gè)孔，將其內(nèi)的腐蝕性氣體通過導(dǎo)氣管23引出，防止腐蝕性氣體溢出后對(duì)機(jī)器造成腐蝕。
[0041]本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置可以通過改變加熱系統(tǒng)及循環(huán)冷卻系統(tǒng)使其適用于不同的溫度環(huán)境。
[0042]本發(fā)明中，上冷卻盤1、上連接板6、上應(yīng)變感應(yīng)柱11、下冷卻盤13、下連接板I和下應(yīng)變感應(yīng)柱20為304奧氏體不銹鋼。加熱爐上蓋7及加熱爐9的外殼為鋁。加熱爐底蓋28為304奧氏體不銹鋼，使用粘結(jié)劑與加熱爐9的爐體相連。密封圈15為“O”型密封圈。循環(huán)水管2，14以及導(dǎo)氣管23為塑料軟管。試驗(yàn)裝置中所用的螺母均為不銹鋼。
[0043]本發(fā)明一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置的安裝:將試樣5依次穿過下冷卻盤13，下連接板17，加熱爐9，腐蝕鍋8，如果腐蝕鍋8內(nèi)要裝腐蝕液，則將密封圈15套入試樣5，緊挨腐蝕鍋8的鍋底，使用兩個(gè)螺母16將下冷卻盤13，下連接板17，加熱爐9，腐蝕鍋8，密封圈15以及試樣5固定在一起。試樣5的上部依次穿過加熱爐上蓋7中心的試樣插孔22、上連接板6和上冷卻盤1，通過兩個(gè)螺母4將試樣5、上連接板6和上冷卻盤I固定在一起。將熱電偶3插入加熱爐上蓋7中的熱電偶插孔21。若腐蝕鍋8內(nèi)裝腐蝕液，則將導(dǎo)氣管23插入加熱爐上蓋7中的導(dǎo)氣管插孔24。將上應(yīng)變感應(yīng)柱11插入上連接板6的應(yīng)變感應(yīng)柱插孔26，使用兩個(gè)螺母10將上應(yīng)變感應(yīng)柱11和上連接板6固定在一起，將下應(yīng)變感應(yīng)柱20插入下連接板17的應(yīng)變感應(yīng)柱插孔26中，使用兩個(gè)螺母19將下應(yīng)變感應(yīng)柱20和下連接板17固定在一起。調(diào)節(jié)螺母10與上應(yīng)變感應(yīng)柱11，使上應(yīng)變感應(yīng)柱11和下應(yīng)變感應(yīng)柱20的間隙在I?2mm之間，調(diào)節(jié)下應(yīng)變感應(yīng)柱20的水平位置，使下應(yīng)變感應(yīng)柱20與上應(yīng)變感應(yīng)柱11對(duì)齊。使用橡皮筋將引伸計(jì)12固定在上下應(yīng)變感應(yīng)柱11，20上。
[0044]為了保證腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，在第一次使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行應(yīng)變標(biāo)定。本發(fā)明一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟:
[0045]首先，進(jìn)行低周疲勞試驗(yàn)，測(cè)定不同的試驗(yàn)初始應(yīng)變條件下試樣所承受的載荷；其次，腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置安裝好后，測(cè)量應(yīng)變測(cè)量裝置中上連接板6和下連接板17之間的距離S。建立四分之一軸對(duì)稱模型，使用模擬軟件Abaqus模擬試樣在不同載荷條件下的應(yīng)變，然后統(tǒng)計(jì)如圖6所示的S/2及L (引伸計(jì)標(biāo)距)/2處試樣的應(yīng)變，確定試樣兩端距中心S/2處總的應(yīng)變與試驗(yàn)初始應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系；最后，在試驗(yàn)過程中，應(yīng)變參數(shù)控制使用模擬所得的試驗(yàn)初始應(yīng)變所對(duì)應(yīng)的試樣兩端距中心S/2處總的應(yīng)變值，數(shù)據(jù)處理時(shí)，使用與試樣兩端距中心S/2處總的應(yīng)變所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)初始應(yīng)變。
[0046]實(shí)施例1:
[0047]本實(shí)例是在80°C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的MgCl2溶液中進(jìn)行的。使用如圖3所示的加熱爐上蓋7，可以將產(chǎn)生的腐蝕氣體通過導(dǎo)氣管23導(dǎo)出，避免腐蝕氣體溢出對(duì)機(jī)器產(chǎn)生腐蝕。本實(shí)例中的試驗(yàn)裝置可以滿足室溫到300°C條件下的低周疲勞試驗(yàn)。
[0048]本實(shí)例中，試驗(yàn)裝置安裝完成后，需要進(jìn)行應(yīng)變標(biāo)定。在本實(shí)例中上連接板6和下連接板17之間的距離S為110mm，上下連接板6、17距試樣中心各為55mm。首先，測(cè)定不同應(yīng)變條件下試樣所受到的負(fù)荷值；建立四分之一軸對(duì)稱模型，使用模擬軟件模擬試樣在不同載荷條件下的應(yīng)變，然后統(tǒng)計(jì)如圖6所示的S/2及L/2處試樣的應(yīng)變，本實(shí)例要求試樣中心部分的應(yīng)變要求如表I所示。
[0049]表I試驗(yàn)初始應(yīng)變條件
[0050]0.003mm 0.004mm 0.005mm 0.006mm 0.007mm 0.008mm
[0051]統(tǒng)計(jì)不同載荷條件下試樣S/2處的應(yīng)變值，將統(tǒng)計(jì)的結(jié)果乘以2，獲得試樣兩端距中心S/2處總的應(yīng)變值。最終的統(tǒng)計(jì)結(jié)果及其對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)初始應(yīng)變?nèi)绫?所示。[0052]表2模擬應(yīng)變及其與試驗(yàn)初始應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系
【權(quán)利要求】
1.一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括:應(yīng)變測(cè)量裝置，加熱系統(tǒng)以及循環(huán)冷卻系統(tǒng)； 應(yīng)變測(cè)量裝置包括上連接板(6)、上應(yīng)變感應(yīng)柱(11)、下連接板(17)、下應(yīng)變感應(yīng)柱(20)以及引伸計(jì)(12);試樣(5)的上端穿過上連接板(6)和上冷卻盤(1)，并與上冷卻盤(I)和上連接板(6)固定連接；試樣(5)的下端穿過腐蝕鍋(8)、加熱爐(9)、下連接板(17)和下冷卻盤(13)，并與下連接板(17)和下冷卻盤(13)固定連接；上應(yīng)變感應(yīng)柱(11)的一端固定在上連接板(6 )上，下應(yīng)變感應(yīng)柱(20 ) 一端固定在下連接板(17 )上，上應(yīng)變感應(yīng)柱(11)的另一端和下應(yīng)變感應(yīng)柱(20)的另一端相對(duì)齊；引伸計(jì)(12)通過橡皮筋分別固定在上應(yīng)變感應(yīng)柱(11)以及下應(yīng)變感應(yīng)柱(20)上；腐蝕鍋(8)位于加熱爐(9)內(nèi)； 加熱系統(tǒng)包括腐蝕鍋(8)和加熱爐(9)； 循環(huán)冷卻系統(tǒng)，用于降低加熱時(shí)應(yīng)變測(cè)量裝置的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，上冷卻盤(I)、上連接板(6)、下冷卻盤(13)和下連接板(17)平行設(shè)置，且腐蝕鍋(8)和加熱爐(9)設(shè)置于上連接板(6)與下連接板(17)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，試樣(5)的上端通過兩個(gè)螺母與試樣(5)上端的外螺紋相配合，將試樣(5)的上端、上連接板(6)和上冷卻盤(I)固定連接；試樣(5)的下端通過兩個(gè)螺母與試樣(5)下端的外螺紋相配合，將試樣(5)下端、腐蝕鍋(8)、加熱爐(9)、下連接板(17)和下冷卻盤(13)固定連接。`
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，加熱爐(9)上設(shè)置加熱爐上蓋(7);加熱爐上蓋(7)上設(shè)有供試樣(5)穿過的試樣插孔、用于安裝熱電偶的熱電偶插孔(21);熱電偶插孔(21)中安裝有熱電偶(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，腐蝕鍋(8)的底部與試樣(5)之間設(shè)有密封圈；加熱爐上蓋(7)上還設(shè)有導(dǎo)氣管插孔(24)，導(dǎo)氣管插孔(24)中安裝有導(dǎo)氣管(23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，加熱爐(9)的電源線(18)以及熱電偶(3)與PID控制器相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐溫度的控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，上上冷卻盤(I )、下冷卻盤(13)中通有冷卻水，上冷卻盤(I)和下冷卻盤(13)上設(shè)置的上循環(huán)水管以及下循環(huán)水管與低壓循環(huán)水泵相連，實(shí)現(xiàn)冷卻水的循環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，上連接板(6 )上設(shè)有供上應(yīng)變感應(yīng)柱(11)穿過的第一應(yīng)變感應(yīng)柱插孔，下連接板(17 )上設(shè)有供下應(yīng)變感應(yīng)柱(20)穿過的第二應(yīng)變感應(yīng)柱插孔；第一應(yīng)變感應(yīng)柱插孔和第二應(yīng)變感應(yīng)柱插孔具有用于調(diào)節(jié)上應(yīng)變感應(yīng)柱(11)和下應(yīng)變感應(yīng)柱(20)水平位置的調(diào)節(jié)空間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，上應(yīng)變感應(yīng)柱(11)和下應(yīng)變感應(yīng)柱(20)之間的間距為I~2mm。
10.一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 首先，對(duì)試樣進(jìn)行低周疲勞試驗(yàn)，測(cè)定不同的試驗(yàn)初始應(yīng)變條件下試樣所承受的載荷； 其次，將權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的一種腐蝕及高溫環(huán)境下的低周疲勞試驗(yàn)裝置安裝好后，測(cè)量上連接板(6)和下連接板(17)之間的距離S ;進(jìn)行低周疲勞試驗(yàn)，測(cè)定試樣在不同初始應(yīng)變條件下所受到的載荷；建立四分之一軸對(duì)稱模型，使用模擬軟件模擬試樣在不同載荷條件下的應(yīng)變，然后統(tǒng)計(jì)S/2及L/2處試樣的應(yīng)變，確定試樣兩端距中心S/2處總的應(yīng)變與試驗(yàn)初始應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系；最后，在試驗(yàn)過程中，應(yīng)變參數(shù)控制使用模擬所得的試驗(yàn)初始應(yīng)變所對(duì)應(yīng)的試樣兩端距中心S/2處總的應(yīng)變值，數(shù)據(jù)處理時(shí)，使用與試樣兩端距中心S/2處總的應(yīng)變所對(duì)應(yīng)的試`驗(yàn)初始應(yīng)變；其中L為引伸計(jì)標(biāo)距。
【文檔編號(hào)】G01N3/18GK103776702SQ201410020154
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】張建勛, 周濤, 朱彤, 李振崗, 李福信, 牛靖 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)