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一种高/低温环境下的疲劳裂纹扩展试验测试系统，其特征在于：它由疲劳试验机、转换接头、试样夹具、高/低温环境箱、液氮罐、定位销钉、裂纹观测系统和试样组成；试样夹具通过转换接头安装在疲劳试验机上，试样与试样夹具连接，并通过定位销钉穿过试样夹具和试样的定位孔进行定位；能够保证试样均匀轴向加载；通过转接接头将疲劳试验机和试样夹具连接；高/低温环境箱将试样夹具和试样包在里面，液氮罐和高/低温环境箱连通以实现低温环境；通过用计算机控制的三轴随动裂纹测量系统对试样的裂纹扩展过程进行监控和记录；其中，疲劳试验机、转换接头、试样夹具、定位销钉和试样按串联顺序连接在一起：疲劳试验机→上转换接头→上试样夹具→定位销钉→试样→定位销钉→下试样夹具→下转换接头→疲劳试验机在高/低温疲劳试验中，试样的设计非常关键，必须能够保证均匀施加轴向交变载荷，在试样两端的夹持部位设计了定位孔，能够起到轴向定位作用；试样夹具有四个紧固螺栓的孔和一个定位孔；将试样与试样夹具通过定位销钉连接定位并用紧固螺栓夹紧后，再通过转接接头将试样夹具与配备有高/低温环境箱的疲劳试验机相连；以便裂纹测试系统监测裂纹扩展情况；得到在给定的交变载荷下不同循环次数对应的裂纹扩展情况；所述的疲劳试验机为商用的MTS或INSTRON的疲劳试验机或自制低频疲劳试验机，用以对试样施加交变疲劳载荷，疲劳试验机的载荷范围需大于试样的试验载荷；所述的试样为各种不同材料和类型的裂纹扩展试样，该试样为两端各有5孔的矩形条状件，裂纹扩展试样两端的夹持端能够与试样夹具连接在一起，并施加交变疲劳载荷；试样的尺寸和形状参照《测量疲劳裂纹扩展率的试验方法》中的标准进行设计；所述的上、下两个转换接头是多台阶轴状件，用以连接试验机和试样夹具，需根据高/低温环境箱的结构形式设计和制造，采用普通合金钢材料制作；所述的试样夹具是由圆柱及带槽的5孔矩形件组合成一体，用以安装夹持试样，需根据试样夹持端的形状和尺寸设计和制造，能够将试样牢固夹持并施加交变疲劳载荷；所述的高/低温环境箱为材料试验环境箱，呈方框状，能够实现高/低温环境，高温环境利用环境箱的加热系统实现，低温环境通过将环境箱充入液氮冷却实现，控制环境箱的加热功率或液氮输入量能实现对不同温度范围的调节，其温度范围要满足试验要求；环境上必须设置可透视的观察窗口，以便裂纹观测系统观测裂纹扩展情况；所述的裂纹测量系统是三轴随动的，配有高分辨率和放大倍数的显微镜，通过计算机自动记录裂纹扩展情况，包括裂纹形貌的图片信息和标定的裂纹尺寸，得到在给定的交变载荷下不同循环次数对应的裂纹扩展情况；包括裂纹形貌的图片信息和标定的裂纹尺寸；所述液氮罐是常规用的液氮容器，按需配置；所述定位销钉是带有台肩的圆轴件。 |
