一種測試發(fā)動機材料極高溫疲勞s-n曲線的試驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種測試發(fā)動機材料極高溫疲勞S-N曲線的試驗系統(tǒng)，它由和疲勞試驗機、上、下試樣夾具、冷卻機、高溫爐和試樣組成。上、下試樣夾具與試樣通過螺紋連接，能夠保證試樣均勻軸向加載；上、下試樣夾具與試驗機連接；冷卻機通過進、出水管與上、下試樣夾具相連；安裝在疲勞試驗機上的高溫爐移至相應(yīng)位置后，將試樣包在里面；以上設(shè)備和裝置集成對接后，便組成了發(fā)動機材料極高溫環(huán)境下的疲勞試驗測試系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，用于極高溫環(huán)境下發(fā)動機材料疲勞S-N測試，測試結(jié)果對于結(jié)構(gòu)疲勞壽命評定具有重要的工程應(yīng)用價值。
【專利說明】一種測試發(fā)動機材料極高溫疲勞S-N曲線的試驗系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測試發(fā)動機材料極高溫疲勞S-N曲線的試驗系統(tǒng)，屬于試驗測試【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]工程材料與結(jié)構(gòu)在使用過程中，都承受著交變載荷，會發(fā)生疲勞破壞，為保障其安全性，需要測試其疲勞性能，經(jīng)多年技術(shù)發(fā)展，業(yè)已形成完善的疲勞性能測試標準；但是，航空發(fā)動機材料常常在極高溫環(huán)境下服役使用，因此，必須測定其極高溫環(huán)境下的疲勞S-N曲線，用于評估疲勞壽命。目前，國內(nèi)外的材料高溫疲勞性能測試，主要是針對350°?650°C高溫的蠕變性能和低周疲勞性能的測試，而對于在1000°C以上的極高溫環(huán)境，尚缺乏有效的測試中、長壽命疲勞性能的試驗系統(tǒng)。為此，本發(fā)明將常規(guī)疲勞試驗機、試樣夾具、冷卻機、高溫爐和試樣集成為極高溫環(huán)境下的疲勞S-N曲線測試系統(tǒng)，用于測試發(fā)動機材料極高溫環(huán)境下中、長壽命疲勞S-N曲線，測試結(jié)果對于結(jié)構(gòu)疲勞壽命評定具有重要的工程應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]1、目的:本發(fā)明的目的在于提供一種測試發(fā)動機材料極高溫S-N曲線的疲勞試驗系統(tǒng)，以用于測試發(fā)動機材料在極高溫環(huán)境下的疲勞S-N曲線。
[0004]2、技術(shù)方案:本發(fā)明一種測試發(fā)動機材料極高溫疲勞S-N曲線的試驗系統(tǒng)，由疲勞試驗機、上、下試樣夾具、冷卻機、高溫爐和試樣組成。它們之間的位置連接關(guān)系如下:試樣夾具安裝在疲勞試驗機上，冷卻機通過進、出水管與上、下試樣夾具相連，試樣安裝在上、下試樣夾具中；高溫爐將試樣包在里面。其中，疲勞試驗機、上、下試樣夾具、冷卻機和試樣按串聯(lián)順序連接在一起:
[0005]疲勞試驗機一上試樣夾具一冷卻機一試樣一下試樣夾具一冷卻機一疲勞試驗機
[0006]所述的疲勞試驗機為常規(guī)用高頻疲勞試驗機，用以對試樣施加交變疲勞載荷，疲勞試驗機的載荷范圍需大于試樣的試驗載荷，可以是常規(guī)的MTS、INSTR0N等疲勞試驗機或者自制疲勞試驗機。
[0007]所述的試樣為各種不同材料和類型的棒材疲勞試樣，該試樣為啞鈴狀圓棒，兩端有螺紋，試樣兩端的螺紋能夠與試樣夾具的螺紋配合在一起，并施加交變疲勞載荷。試樣的尺寸和形狀可以參照《金屬軸向疲勞試驗方法》(GB3075-82)中的標準進行設(shè)計。
[0008]所述的試樣夾具是由帶外螺紋的圓柱與帶內(nèi)螺紋的柱體組合成一體，用以安裝夾持試樣，有兩個冷卻孔，用于安裝冷卻水管，需根據(jù)試樣夾持端的形狀和尺寸設(shè)計和制造，能夠?qū)⒃嚇永喂虋A持并施加交變疲勞載荷。
[0009]所述的冷卻機通過進、出水管與上下夾具相連，由水泵輸送純凈水循環(huán)，以對試樣夾具制冷。
[0010]所述的高溫爐為高溫電阻絲加熱爐，呈對開筒狀，可以利用電阻絲的加熱功能實現(xiàn)爐心的高溫環(huán)境，其溫度范圍要滿足試驗要求。
[0011]所有裝置根據(jù)試驗要求連接和調(diào)試完畢后，便可根據(jù)具體試驗要求完成極高溫環(huán)境下的疲勞試驗。該套系統(tǒng)有效解決了發(fā)動機材料極高溫環(huán)境下的疲勞S-N曲線測試問題。
[0012]3、優(yōu)點及功效:本發(fā)明的有益效果是可以完成發(fā)動機材料在極高溫環(huán)境下的疲勞試驗測試，而且該系統(tǒng)具有操作方便和測量精度高的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0014]圖1是用于極高溫疲勞試驗的試樣示意圖。
[0015]圖2是試樣夾具示意圖。
[0016]圖3是冷卻機示意圖。
[0017]圖4是對開式高溫爐示意圖。
[0018]圖5是疲勞試驗機示意圖。
[0019]圖6是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6中:1.疲勞試驗機,2.上、下試樣夾具,3.高溫爐,4.試樣，5.冷卻機。
【具體實施方式】
[0021]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1至圖6說明本發(fā)明的【具體實施方式】。本發(fā)明一種測試發(fā)動機材料極高溫疲勞S-N曲線的試驗系統(tǒng)，由疲勞試驗機1、上、下試樣夾具2、高溫爐3、試樣4和冷卻機5組成。在圖6中，上、下試樣夾具2與試樣4通過螺紋連接，能夠保證試樣4均勻軸向加載；試樣夾具2與疲勞試驗機I連接；安裝在疲勞試驗機I上的高溫爐3移至相應(yīng)位置后，將試樣4包在里面；冷卻機5通過進、出水管分別與上、下試樣夾具2相連；以上設(shè)備和裝置集成對接后，便組成了發(fā)動機材料極高溫環(huán)境下的疲勞試驗測試系統(tǒng)。
[0022]在極高溫疲勞試驗中，試樣4的設(shè)計非常關(guān)鍵，必須能夠保證均勻施加軸向交變載荷，圖1具體給出了一種用于極高溫疲勞試驗的棒材試樣，在試樣4兩端設(shè)計了螺紋，與上、下試樣夾具2的螺紋配合，能夠起到定位作用。上、下試樣夾具2的示意圖如圖2所示，有一個帶螺紋的試樣安裝孔和兩個冷卻孔，冷卻孔用于連接冷卻水管。疲勞試驗機如圖5所示，可以使用商用的MTS、INSTR0N等疲勞試驗機或者自制疲勞試驗機。將試樣4與上、下試樣夾具2連接定位，并將上、下試樣夾具2與配備有高溫爐3的疲勞試驗機I相連，再將冷卻機5上的冷卻水管與上、下試樣夾具2上的冷卻孔相連。所有裝置根據(jù)試驗要求連接和調(diào)試完畢后，便可根據(jù)具體試驗要求完成發(fā)動機材料極高溫環(huán)境下的疲勞S-N曲線測試。圖3、圖4是冷卻機和開式高溫爐示意圖。
【權(quán)利要求】
1.一種測試發(fā)動機材料極高溫疲勞S-N曲線的試驗系統(tǒng)，其特征在于:它由疲勞試驗機、上、下試樣夾具、冷卻機、高溫爐和試樣組成；試樣夾具安裝在疲勞試驗機上，冷卻機通過進、出水管與試樣夾具相連，試樣安裝在試樣夾具中；高溫爐將試樣包在里面；其中，疲勞試驗機、上、下試樣夾具、冷卻機和試樣按串聯(lián)順序連接在一起: 疲勞試驗機一上試樣夾具一冷卻機一試樣一下試樣夾具一冷卻機一疲勞試驗機所述的疲勞試驗機為高頻疲勞試驗機，用以對試樣施加交變疲勞載荷，疲勞試驗機的載荷范圍需大于試樣的試驗載荷，是常規(guī)的疲勞試驗機或者自制疲勞試驗機； 所述的試樣為各種不同材料和類型的棒材疲勞試樣，該試樣為啞鈴狀圓棒，兩端有螺紋，試樣兩端的螺紋能夠與試樣夾具的螺紋配合在一起，并施加交變疲勞載荷；試樣的尺寸和形狀參照《金屬軸向疲勞試驗方法》中的標準進行設(shè)計； 所述的上、下試樣夾具是由帶外螺紋的圓柱與帶內(nèi)螺紋的柱體組合成一體，用以安裝夾持試樣，有兩個冷卻孔，用于安裝冷卻水管，需根據(jù)試樣夾持端的形狀和尺寸設(shè)計和制造，能夠?qū)⒃嚇永喂虋A持并施加交變疲勞載荷； 所述的冷卻機通過進、出水管與上下夾具相連，由水泵輸送純凈水循環(huán)，以對試樣夾具制冷; 所述的高溫爐為高溫電阻絲加熱爐，呈對開筒狀，利用電阻絲的加熱功能實現(xiàn)爐心的高溫環(huán)境，其溫度范圍要滿足試驗要求； 所有裝置根據(jù)試驗要求連接和調(diào)試完畢后，便可根據(jù)具體試驗要求完成極高溫環(huán)境下的疲勞試驗。
【文檔編號】G01N3/18GK104034599SQ201410212071
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】熊峻江, 滿孜郁, 呂志陽 申請人:北京航空航天大學