发明名称 一种极高温环境下的疲劳裂纹扩展试验测试系统
摘要 一种极高温环境下的疲劳裂纹扩展试验测试系统,它由疲劳试验机、上、下转换接头、上、下试样夹具、冷却机、高温炉、定位销钉、裂纹观测系统和试样组成;上、下试样夹具通过上、下转换接头安装在疲劳试验机上,试样与上、下试样夹具连接,并通过定位销钉穿过上、下试样夹具和试样的定位孔进行定位;冷却机通过进、出水管与上、下转换接头相连;高温炉将试样中间的测试部位包在里面,通过电阻丝加热实现极高温环境;裂纹观测系统通过显微镜由计算机记录裂纹扩展情况。本发明结构简单、操作方便,用于极高温环境下裂纹扩展性能试验测试,测试结果对于结构损伤容限评定具有重要的工程应用价值。
申请公布号 CN104034600A 申请公布日期 2014.09.10
申请号 CN201410213309.9 申请日期 2014.05.20
申请人 北京航空航天大学 发明人 熊峻江;马阅军;付裕
分类号 G01N3/18(2006.01)I 主分类号 G01N3/18(2006.01)I
代理机构 北京慧泉知识产权代理有限公司 11232 代理人 王顺荣;唐爱华
主权项 一种极高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、上、下转换接头、上、下试样夹具、冷却机、高温炉、定位销钉、裂纹观测系统和试样组成;上、下试样夹具通过上、下转换接头安装在疲劳试验机上,试样与上、下试样夹具连接,并通过定位销钉穿过上、下试样夹具和试样的定位孔进行定位;冷却机通过进、出水管与上、下转换接头相连;高温炉将试样中间的测试部位包在里面,通过电阻丝加热实现极高温环境;裂纹观测系统通过显微镜由计算机记录裂纹扩展情况;其中,疲劳试验机、上、下转换接头、上、下试样夹具、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→冷却机→上试样夹具→定位销钉→试样→定位销钉→下试样夹具→冷却机→下转换接头→疲劳试验机所述的疲劳试验机为低频疲劳试验机,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,是常规的疲劳试验机或者自制疲劳试验机;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,用以连接疲劳试验机和试样夹具,上、下转换接头上有冷却孔,用于连接冷却水管,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;所述的上、下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;所述的冷却机通过进、出水管与上、下试样夹具相连,由水泵输送纯净水循环,以对上、下试样夹具制冷;所述的高温炉为电阻丝加热炉,呈对开式圆筒状,利电阻丝的加热实现炉心的极高温环境,控制电阻丝加热功率实现对不同温度范围的调节,其温度范围要满足试验要求;高温炉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;所述定位销钉是带有台肩和通孔的圆轴件。
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