一種高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動態(tài)溫度測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動態(tài)溫度測量裝置，包括圓柱形拉伸試驗件、拉伸試驗機(jī)卡頭、紅外輻射陣列、測溫?zé)犭娕冀z、熱電偶端部測溫點、耐高溫絕緣套管、拉力彈簧、雙槽定滑輪、計算機(jī)、大功率移相電壓控制器和輕質(zhì)高溫隔熱板。該裝置能夠應(yīng)用在高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中，當(dāng)圓柱形試驗件直徑不斷減小甚至產(chǎn)生徑縮大變形的過程中，也能夠可靠地記錄圓柱形拉伸試驗件表面溫度的動態(tài)變化，獲得航空航天材料在快速時變熱環(huán)境下的強(qiáng)度極限等關(guān)鍵表征參數(shù)，為確定航空航天材料在快速動態(tài)熱環(huán)境下的承載能力提供重要試驗依據(jù)。
【專利說明】一種高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動態(tài)溫度測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動態(tài)溫度測量裝置，屬于金屬材料高 溫特性試驗領(lǐng)域，該裝置在金屬材料高溫拉伸試驗中，當(dāng)圓柱形試驗件直徑不斷減小甚至 產(chǎn)生徑縮大變形的過程中，也能夠可靠地記錄下試驗件表面溫度的動態(tài)變化，為獲得航空 航天材料在快速時變熱環(huán)境下的強(qiáng)度極限等關(guān)鍵參數(shù)提供重要的試驗手段。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前導(dǎo)彈等高速飛行器的速度越來越快，機(jī)動性能越來越強(qiáng)。為了突破反導(dǎo)系統(tǒng)， 高速飛行器會突然爬升、轉(zhuǎn)向或采取"蛇"形機(jī)動方式，達(dá)到規(guī)避反導(dǎo)武器打擊的目的；為了 反攔截，高速飛行器還會進(jìn)行高機(jī)動變軌，使彈道變得不可預(yù)測。同時高速飛行時的氣動加 熱現(xiàn)象非常嚴(yán)重，導(dǎo)致了高速飛行器表面的熱環(huán)境歷程十分復(fù)雜，變化速度非?？?。
[0003] 因此為了保證高速飛行器的安全可靠性，必須對航空航天材料進(jìn)行熱強(qiáng)度試驗。 而在通過拉伸試驗（中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4338-2006,金屬材料高溫拉伸試驗方 法）確定航空航天材料的高溫斷裂強(qiáng)度時，需要模擬飛行過程中的快速變化的加熱環(huán)境， 同時施加拉伸載荷，以獲得材料在高速時變熱環(huán)境下的強(qiáng)度極限等關(guān)鍵表征參數(shù)，該項工 作對于航空航天材料的可靠性評定、壽命預(yù)測以及高速飛行器的安全設(shè)計具有非常重要的 意義。
[0004] 在進(jìn)行金屬材料高溫拉伸試驗（中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4338-2006,金屬 材料高溫拉伸試驗方法）時，材料試驗機(jī)對圓柱形試驗件施加軸向拉伸載荷，從拉伸開始 至試驗件被拉斷的過程如圖1所示。當(dāng)拉伸載荷不斷增加，試驗件中部的直徑不斷減小，最 后發(fā)生斷裂，由斷裂點的載荷參數(shù)可以獲得圓柱形試驗件的斷裂強(qiáng)度參數(shù)。
[0005] 為了獲得材料的熱強(qiáng)度參數(shù)，在加熱和加載同時進(jìn)行的熱/載聯(lián)合試驗環(huán)境中， 必須將圓柱形試驗件中部的表面溫度準(zhǔn)確測量出來。但是，由于加載后試驗件中部的直徑 不斷減?。ㄈ鐖D1所示），試驗件縱向和徑向都將產(chǎn)生非常大的的變形，在試驗件斷裂前還 會出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，此時試驗件的變形更為嚴(yán)重，而在試驗件表面產(chǎn)生大變形的情況下能將 其表面溫度的動態(tài)變化準(zhǔn)確地測量出來的工作非常困難。一般溫度測量方法主要有"非接 觸式"測量和"接觸式"測量。
[0006] "非接觸式"激光測溫方法可遠(yuǎn)離對高溫物體表面進(jìn)行溫度測量，但是由于本發(fā)明 所述的試驗件近旁有密集排列的加熱陣列給試驗件加熱，試驗件表面的溫度變化信息受到 加熱陣列發(fā)出的強(qiáng)光的阻隔和遮蔽，外部激光束無法直接照射到試驗件的熱表面，因此使 用非接觸式激光測溫方法不能夠獲得由強(qiáng)光所包圍的試驗件表面的溫度信號。
[0007] "接觸式"溫度測量方法一般將測溫傳感器通過粘接、焊接或壓接的方法固定在 試驗件的外表面上，通過測溫傳感器與試驗件表面的緊密接觸來獲取試驗件表面的溫度信 息。若將測溫傳感器粘接在拉伸試驗件表面，由于拉伸試驗件的直徑不斷減小，粘接處在高 溫大變形的情況下，會出現(xiàn)開膠現(xiàn)象，造成測量失??；若將測溫?zé)犭娕嫉亩瞬奎c焊在圓柱形 試驗件中部的表面上，雖然在試驗開始時可以很好地測得試驗件的表面溫度，但是當(dāng)試驗 件中部出現(xiàn)頸縮大變形時，其直徑減少到僅為原直徑的幾分之一（見圖1(C))，且試驗件中 部在長度方向的變形也很大，因此測溫?zé)犭娕级瞬康暮附狱c處在大變形下常常會出現(xiàn)焊點 開焊脫離現(xiàn)象，造成測量失?。蝗绻捎脡航臃椒▽y溫?zé)犭娕级瞬烤o壓在圓柱形試驗件 中部的表面上（該方法在對于平面試驗件的溫度測量十分有效），但是對圓柱形拉伸試驗 件而言，表面呈園弧狀，靠壓緊力將測溫?zé)犭娕级瞬康膱A形焊點穩(wěn)定地壓接在曲面上的工 作非常困難，稍有偏差將會出現(xiàn)測溫傳感器端部滑動錯位，由于試驗中圓柱形試驗件的直 徑在不斷地產(chǎn)生變形，直徑不斷減小，曲率增大，一旦產(chǎn)生滑動將會引起接觸不良，造成測 量失敗。
[0008] 金屬熱電偶作為測溫傳感器12使用時，其兩根測溫?zé)犭娕冀z12A、12B的端部需要 焊接在一起，傳統(tǒng)的方法如圖2所示先將A熱電偶絲12A和B熱電偶絲12B絞繞在一起， 且A熱電偶絲12A與B熱電偶絲12B的測溫端焊接在一起，使其端部形成圓珠形狀的圓點 12C。之后再將未焊部分的兩根熱電偶絲反向旋開，留下帶有兩根拖尾形的熱電偶測溫傳感 器。但是，將使用傳統(tǒng)方法制成的熱電偶套裝圓柱形拉伸試驗件1上時，其熱電偶端部測溫 點5與圓柱形拉伸試驗件1的結(jié)合處如圖2所示會產(chǎn)生縫隙，由于貼合不緊將會引起測溫 誤差。
[0009] 因此，必須設(shè)計一種高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動態(tài)溫度測量裝置，使測溫傳感 器在圓柱形拉伸試驗件直徑不斷減小甚至產(chǎn)生徑縮大變形的過程中，也能使測溫傳感器端 部與圓柱形試驗件表面可靠地接觸，準(zhǔn)確記錄下試驗件表面溫度的動態(tài)變化。該溫度測量 裝置對于獲得航空航天材料在快速變化的熱環(huán)境下的強(qiáng)度極限等關(guān)鍵參數(shù)，以及航空航天 材料的可靠性評定、壽命預(yù)測和高速飛行器的安全設(shè)計具有非常重要實際工程應(yīng)用價值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高溫斷裂強(qiáng)度拉伸 試驗中的動態(tài)溫度測量裝置，能夠在進(jìn)行高溫拉伸試驗時，當(dāng)試驗件受力后試驗件中部的 截面積不斷變小，斷裂處附近產(chǎn)生極大的徑縮變形的惡劣情況下，其它表面溫度測量方法 難于準(zhǔn)確地獲得圓柱形拉伸試驗件表面的溫度時，可靠地記錄下處于劇烈變形中的圓柱形 拉伸試驗件表面溫度的動態(tài)變化，獲得圓柱形拉伸試驗件在熱時變環(huán)境下的強(qiáng)度極限等關(guān) 鍵設(shè)計參數(shù)，為研究航空航天材料和結(jié)構(gòu)在快速時變熱環(huán)境下的承載能力和可靠性設(shè)計提 供重要依據(jù)。
[0011] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動 態(tài)溫度測量裝置，包括：圓柱形拉伸試驗件、拉伸試驗機(jī)卡頭、紅外輻射陣列、測溫?zé)犭娕?絲、熱電偶端部測溫點、耐高溫絕緣套管、拉力彈簧、雙槽定滑輪、計算機(jī)、大功率移相電壓 控制器、輕質(zhì)高溫隔熱板；所述圓柱形拉伸試驗件被卡裝在兩個拉伸試驗機(jī)卡頭之間，兩排 紅外輻射熱源陣列對稱安裝在圓柱形拉伸試驗件的中部區(qū)域，按照試驗要求溫度對圓柱形 拉伸試驗件進(jìn)行加熱，兩根測溫?zé)犭娕冀z的頂端被壓成楔形，并通過點焊形成熱電偶端部 測溫點，兩根測溫?zé)犭娕冀z被套裝在圓柱形拉伸試驗件的軸向的中部，由拉力彈簧產(chǎn)生拉 緊力，將測溫?zé)犭娕冀z的感溫部繞緊固定在圓柱形拉伸試驗件的表面上，通過雙槽定滑輪 使測溫?zé)犭娕冀z轉(zhuǎn)變方向，測溫?zé)犭娕冀z與計算機(jī)連接，對熱強(qiáng)度試驗過程中圓柱形拉伸 試驗件的表面溫度進(jìn)行動態(tài)測量，計算機(jī)根據(jù)所獲得的圓柱形拉伸試驗件的表面溫度，通 過大功率移相電壓控制器調(diào)整紅外輻射陣列上的電壓和加熱功率，實時模擬導(dǎo)彈飛行中的 動態(tài)熱環(huán)境。
[0012] 將兩根熱電偶絲的前端壓成對稱契合的斜截面形狀，通過壓焊形成直徑均一的熱 電偶端部測溫點，由于沒有凸起部分和直徑一致，使熱電偶絲的前端部測溫點處能夠與圓 柱形拉伸試驗件緊密接觸。避免了傳統(tǒng)的將兩根熱電偶絲的前端絲絞繞在一起，采用點焊 使其端部形成圓珠形狀之后反向旋開的方法，會出現(xiàn)的測溫?zé)犭娕记岸伺c圓柱形拉伸試驗 件結(jié)合部產(chǎn)生的縫隙，而引起的的測溫誤差。從而能夠在試驗中準(zhǔn)確可靠地獲得高溫拉伸 過程中圓柱形拉伸試驗件表面溫度的動態(tài)變化。
[0013] 進(jìn)一步的，為了能在圓柱形拉伸試驗件直徑不斷變化的惡劣情況下保證試驗件表 面溫度測量的可靠性，所述高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動態(tài)溫度測量裝置安裝一對拉力彈 簧以產(chǎn)生對稱的拉緊力，將測溫?zé)犭娕冀z的感溫部拉緊固定在圓柱形拉伸試驗件的表面 上，因此不論在拉伸加載試驗中當(dāng)圓柱形拉伸試驗件的直徑如何減少變化，測溫?zé)犭娕冀z 前端的感溫部都會由于拉力彈簧產(chǎn)生的拉緊力與圓柱形拉伸試驗件的表面緊密接觸，使測 溫?zé)犭娕冀z前端的感溫部測量得到用其它方法難于測得的圓柱形拉伸試驗件的表面溫度 的動態(tài)變化，甚至在圓柱形拉伸試驗件產(chǎn)生軸向和徑向的大變形時，也能夠可靠地記錄下 試驗件表面溫度的動態(tài)變化。
[0014] 進(jìn)一步的，所述測溫?zé)犭娕冀z采用直徑為0.2?0.3mm的金屬熱電偶絲測溫，避免 測溫?zé)犭娕冀z的直徑太粗了不易彎曲，直徑太細(xì)了容易出現(xiàn)斷裂的問題。
[0015] 進(jìn)一步的，所述斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)的切口傾角α為15°?25°。 [0016] 進(jìn)一步的，所述高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動態(tài)溫度測量裝置中對稱安裝的兩排 紅外福射陣列之間的距離為60mm?80mm，紅外福射陣列的垂直寬度為120mm?140mm，通 電后形成一個包圍圓柱形拉伸試驗件中部區(qū)域的熱場。
[0017] 進(jìn)一步的，為了減小試驗裝置的橫向空間，通過雙槽定滑輪分別對兩根測溫?zé)犭?偶絲改變方向，使試驗裝置更加緊湊。
[0018] 本發(fā)明的原理：為解決在加熱和加載同時進(jìn)行的熱/載聯(lián)合試驗中，當(dāng)圓柱形試 驗件中部的縱向和徑向產(chǎn)生極大變形時，實時測量試驗件表面溫度動態(tài)變化測量的難題， 將兩根熱電偶絲的前端壓成斜截面契合形狀，再通過壓焊形成直徑均一的熱電偶套裝在圓 柱形拉伸試驗件軸向的中部，由拉力彈簧產(chǎn)生拉緊力，將測溫?zé)犭娕冀z的感溫部固定在圓 柱形拉伸試驗件的表面上，因此不論在拉伸加載試驗中當(dāng)圓柱形拉伸試驗件的直徑如何減 少變化，測溫?zé)犭娕冀z前端的感溫部都會由拉力彈簧產(chǎn)生的拉緊力與圓柱形拉伸試驗件的 表面緊密接觸，使測溫?zé)犭娕冀z前端的感溫部能夠測量得到用其它方法難于測得的圓柱形 拉伸試驗件的表面溫度的動態(tài)變化，獲得航空航天材料在快速變化的熱環(huán)境下的強(qiáng)度極限 等關(guān)鍵表征參數(shù)，為研究航空航天材料在1?速熱沖擊環(huán)境下的承載能力提供重要依據(jù)。
[0019] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：
[0020] (1)傳統(tǒng)的非接觸式激光測溫方法雖然可以遠(yuǎn)離高溫物體來對表面溫度進(jìn)行測 量，但是對于試驗件近旁有密集排列的高溫?zé)嵩矗囼灱砻鏈囟刃畔⑹艿郊訜彡嚵邪l(fā)出 的強(qiáng)光的阻隔與遮蔽，外部激光束無法直接照射到試驗件的熱面時，非接觸式激光測溫方 法不能夠適用。另外，由于從拉伸開始到斷裂過程中拉伸試驗件直徑不斷減小，試驗件表面 的縱向和橫向變形非常劇烈，若采用傳統(tǒng)的粘接或焊接的方法會引起粘接點或焊接點處脫 開的現(xiàn)象，造成測量失敗。若采用將測溫?zé)犭娕级瞬繅涸趫A柱形試驗件表面上的壓接方法 時，由于圓柱形拉伸試驗件表面呈園弧狀，靠壓力將測溫?zé)犭娕级瞬康膱A形焊點穩(wěn)定地壓 接在曲面上極為困難，并且試驗中圓柱形試驗件的直徑不斷減小，曲率增大，圓柱形試驗件 的縱向和橫向都呈現(xiàn)一種不穩(wěn)定的動態(tài)變化狀態(tài)，而壓接點處稍有移動將會出現(xiàn)測溫傳感 器端部脫離穩(wěn)定點，在曲面上滑動，造成測量失敗。
[0021] 因此必須尋找新的實現(xiàn)方法來解決這一難題，為此本發(fā)明使用斜截面契合熱電偶 溫度傳感器4,斜截面契合熱電偶溫度傳感器4中的兩根熱電偶絲的測溫端被壓成斜截面 形狀并通過壓焊形成直徑相等的的測溫?zé)犭娕冀z，套裝在圓柱形拉伸試驗件軸向的中部， 并由一對拉力彈簧產(chǎn)生對稱的拉緊力，將測溫?zé)犭娕冀z的感溫部拉緊固定在圓柱形拉伸試 驗件的表面上，因此不論在拉伸加載試驗中當(dāng)圓柱形拉伸試驗件的直徑如何減少變化，測 溫?zé)犭娕冀z前端的感溫部都會由拉力彈簧產(chǎn)生的拉緊力與圓柱形拉伸試驗件的表面緊密 接觸，使測溫?zé)犭娕冀z前端的感溫部測量得到用其它方法難于測得的圓柱形拉伸試驗件的 表面溫度的動態(tài)變化，甚至在圓柱形拉伸試驗件產(chǎn)生徑縮大變形時，也能夠可靠地記錄下 圓柱形拉伸試驗件的表面溫度。因此避免了由于試驗件表面溫度信息受到加熱陣列發(fā)出的 強(qiáng)光的阻隔與遮蔽，使用非接觸式激光測溫方法不能夠獲得高溫?zé)岘h(huán)境中的由強(qiáng)光所包圍 的試驗件表面溫度的缺點。同時也克服了采用粘接或點焊傳感器的方法時，當(dāng)圓柱形拉伸 試驗件中部的直徑不斷減小，縱向和徑向變形非常大的情況下，出現(xiàn)的測溫點脫膠和開焊 引起的測量失敗。
[0022] (2)傳統(tǒng)的測溫?zé)犭娕贾谱鞣椒ㄈ鐖D2所示將兩根熱電偶絲的前端絲絞繞在一 起，采用點焊使其端部形成圓珠形狀，之后再將未焊部分的兩根熱電偶絲反向旋開，留下帶 有兩根拖尾形的熱電偶測溫傳感器。但是若將按傳統(tǒng)方法制成的熱電偶套裝圓柱形拉伸試 驗件上時，其端部與圓柱形拉伸試驗件結(jié)合處會產(chǎn)生縫隙，貼合不緊將引起測溫誤差。本發(fā) 明設(shè)計的斜截面契合熱電偶溫度傳感器4是將兩根熱電偶絲的前端壓成斜截面契合形狀， 再通過壓焊形成直徑均一的熱電偶端部測溫點，由于本發(fā)明中的測溫?zé)犭娕冀z的前端測溫 點處與熱電偶絲其它部分的直徑相同，沒有突起的部分，因此測溫點處能夠與圓柱形拉伸 試驗件緊密接觸，克服了傳統(tǒng)方法制作的測溫?zé)犭娕记岸藴y溫部由于有縫隙和突起所引起 的測量誤差，因此能夠在試驗中準(zhǔn)確可靠地獲得高溫拉伸過程中圓柱形拉伸試驗件表面溫 度的動態(tài)變化。
[0023] (3)將本發(fā)明設(shè)計的預(yù)緊力測溫部分安裝在現(xiàn)有拉伸試驗機(jī)上，使得預(yù)緊力測溫 部分結(jié)構(gòu)簡潔、可靠性好，且占用空間小，在結(jié)合現(xiàn)有拉伸試驗機(jī)實現(xiàn)的功能上，解決了傳 統(tǒng)測溫失效的技術(shù)問題，為研究航空航天材料在快速動態(tài)熱環(huán)境下的承載能力提供了重要 的試驗測試手段，對航空航天材料的可靠性評定、壽命預(yù)測和安全設(shè)計具有非常重要應(yīng)用 價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中圓柱形拉伸試驗件的形貌變化示意圖。
[0025] 圖2是傳統(tǒng)熱電偶溫度傳感器的生成和使用示意圖。
[0026] 圖3是本發(fā)明高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動態(tài)溫度測量裝置示意圖。
[0027] 圖3A是在本發(fā)明高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中斜截面契合熱電偶溫度傳感器與圓柱 形拉伸試驗件、紅外輻射陣列之間的安裝放大示意圖。
[0028] 圖3B是本發(fā)明斜截面契合熱電偶溫度傳感器中兩根熱電偶絲的端面剖示圖。
[0029] 圖3C是本發(fā)明斜截面契合熱電偶溫度傳感器中兩根熱電偶絲斜截面契合后的結(jié) 構(gòu)圖。
[0030] 圖3D是本發(fā)明斜截面契合熱電偶溫度傳感器與圓柱形拉伸試驗件緊密貼合的結(jié) 構(gòu)圖。
[0031] 圖3E是在高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中本發(fā)明斜截面契合熱電偶溫度傳感器與圓柱 形拉伸試驗件的形貌變化示意圖。
[0032] 圖4是本發(fā)明中雙槽定滑輪的結(jié)構(gòu)圖。
[0033] 圖5為不同快速加熱溫度下拉伸試驗件表面的預(yù)設(shè)曲線和熱控結(jié)果。
[0034] 圖6為硬鋁合金材料在快速加熱溫度下的拉伸載荷-位移曲線。
[0035] 圖7為高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗件在不同溫度下的斷口照片。
[0036]

【權(quán)利要求】
1. 一種高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動態(tài)溫度測量裝置，所述高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗是 在拉伸試驗機(jī)上完成的；其特征在于包括：圓柱形拉伸試驗件（1)、拉伸試驗機(jī)卡頭（2)、紅 外輻射陣列（3)、斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)、熱電偶端部測溫點（5)、耐高溫絕緣套 管（6A、6B)、拉力彈簧（7A、7B)、雙槽定滑輪（8)、計算機(jī)（9)、大功率移相電壓控制器（10) 和輕質(zhì)高溫隔熱板（11);所述圓柱形拉伸試驗件（1)被卡裝在兩個拉伸試驗機(jī)卡頭（2)之 間，兩排紅外輻射熱源陣列（3)對稱安裝在圓柱形拉伸試驗件（1)的中部區(qū)域，按照試驗要 求溫度對圓柱形拉伸試驗件（1)進(jìn)行加熱，兩根斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)的頂端 被壓成斜截面形狀，并通過點焊形成熱電偶端部測溫點（5)，斜截面契合熱電偶溫度傳感器 (4)上套有耐高溫絕緣套管，兩根斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)被套裝在圓柱形拉伸 試驗件（1)的軸向的中部，由拉力彈簧產(chǎn)生拉緊力，將斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)的 熱電偶端部測溫點（5)繞緊固定在圓柱形拉伸試驗件（1)的表面上，通過雙槽定滑輪（8) 使斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)轉(zhuǎn)變方向，斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)與計算 機(jī)（9)連接，對熱強(qiáng)度試驗過程中圓柱形拉伸試驗件（1)的表面溫度進(jìn)行實時測量，計算 機(jī)（9)根據(jù)所獲得的圓柱形拉伸試驗件（1)的表面實際溫度，通過大功率移相電壓控制器 (10)調(diào)整紅外輻射陣列（3)上的電壓和加熱功率，實時跟蹤模擬導(dǎo)彈飛行過程中的動態(tài)熱 環(huán)境。將兩根斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)的前端壓成對稱契合的斜截面形狀，通過 壓焊形成直徑均一的熱電偶端部測溫點（5)，使斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)的前端 部測溫點（5)處能夠與圓柱形拉伸試驗件（1)緊密接觸。避免傳統(tǒng)的將兩根測溫?zé)犭娕冀z (4)的前端絲絞繞在一起，采用點焊使其端部形成圓珠形狀之后反向旋開的方法，會出現(xiàn)的 測溫?zé)犭娕记岸耍?)與圓柱形拉伸試驗件（1)結(jié)合部產(chǎn)生的縫隙從而引起的測溫誤差，以 保證試驗中準(zhǔn)確可靠地獲得高溫拉伸過程中圓柱形拉伸試驗件（1)的表面溫度動態(tài)變化。 為了能在圓柱形拉伸試驗件（1)直徑不斷變化的惡劣情況下保證試驗件表面溫度測 量的可靠性，安裝一對拉力彈簧，使其產(chǎn)生對稱的拉緊力，將斜截面契合熱電偶溫度傳感器 (4)的感溫部拉緊固定在圓柱形拉伸試驗件（1)的表面，因此不論在拉伸加載試驗中當(dāng)圓 柱形拉伸試驗件（1)的直徑如何減少變化，斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)前端的感溫 部都會由于拉力彈簧產(chǎn)生的拉緊力與圓柱形拉伸試驗件（1)的表面緊密接觸，使斜截面契 合熱電偶溫度傳感器（4)前端的感溫部能夠測量得到用其它方法難于測得的圓柱形拉伸 試驗件（1)的表面溫度的動態(tài)變化，甚至在圓柱形拉伸試驗件（1)產(chǎn)生軸向和徑向的大變 形時，也能夠可靠地記錄下圓柱形拉伸試驗件（1)表面的溫度變化。 斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)由C熱電偶絲（4A)和D熱電偶絲（4B)組成；其中，C 熱電偶絲（4A)的測溫端端面為A斜切端面（4A1)，D熱電偶絲（4B)的測溫端端面為B斜切 端面（4B1)，將C熱電偶絲（4A)的A斜切端面（4A)與D熱電偶絲（4B)的B斜切端面（4B) 對接契合，經(jīng)焊接后形成斜截面契合部位（4C);所述的斜截面契合部位（4C)與C熱電偶絲 (4A)和D熱電偶絲（4B)共形為同直徑； 雙槽定滑輪（8)上設(shè)有A卡槽（8A)、B卡槽（8B)、連接柱（8C)，A卡槽（8A)用于放置 C熱電偶絲（4A)，B卡槽（8B)用于放置D熱電偶絲（4B)，通過連接柱（8C)的一端使雙槽定 滑輪（8)安裝在拉伸試驗機(jī)的基座上； 先將A拉力彈簧（7A)和B拉力彈簧（7B)的另一端固定在拉伸試驗機(jī)的基座上；再在 斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)的C熱電偶絲（4A)的另一端上套接A耐高溫絕緣套管 (6A)，D熱電偶絲（4B)的另一端上套接B耐高溫絕緣套管（6B);再將A耐高溫絕緣套管 (6A)置于A卡槽（8A)中，B耐高溫絕緣套管（6B)置于B卡槽（8B)中；最后將C熱電偶絲 (4A)另一端連接在計算機(jī)（9)和A拉力彈簧（7A)的一端上，D熱電偶絲（4B)的另一端連 接在計算機(jī)（9)和B拉力彈簧（7B)的一端上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動態(tài)溫度測量裝置，其特征 在于：斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)采用直徑為0. 2?0. 3_的金屬熱電偶絲，以克 服斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)的直徑過粗不易彎曲，斜截面契合熱電偶溫度傳感器 (4)直徑過細(xì)容易斷裂的問題。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動態(tài)溫度測量裝置，其特征 在于：斜截面契合熱電偶溫度傳感器（4)的切口傾角α為15°?25°。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動態(tài)溫度測量裝置，其特征 在于：為保證圓柱形拉伸試驗件（1)中部區(qū)域溫度場的一致性和均勻性，對稱安裝的兩排 紅外福射陣列（3)之間的距離d 3為60mm?80mm，紅外福射陣列（3)的寬度h3為100mm? 120_，使紅外輻射陣列（3)通電后形成一個包圍圓柱形拉伸試驗件（1)中部區(qū)域的熱場。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫斷裂強(qiáng)度拉伸試驗中的動態(tài)溫度測量裝置，其特征 在于：為減少試驗裝置橫向所占據(jù)的空間，通過雙槽定滑輪（8)分別對兩根測溫?zé)犭娕冀z 轉(zhuǎn)變方向，使溫度測量裝置更加緊湊。
【文檔編號】G01N3/06GK104280294SQ201410545978
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】吳大方, 王岳武, 楊嘉陵, 高鎮(zhèn)同, 吳爽, 麥漢超 申請人:北京航空航天大學(xué)