一种激光诱发活塞热疲劳的实验装置及实验方法

摘要

本发明公开了一种以激光为热源的活塞热疲劳实验装置及方法，该装置包括：支架、控制装置、加热装置、测温装置、监视装置和冷却装置；加热装置由一激光器和一光束整形器组成，激光器发出的激光通过光束整形器后照射垂直照射到活塞表面，光束整形器将激光器发出的一束激光变换成为一束具有多个同心环形光斑的激光。该方法包括：时间控制模式和温度控制模式。两种控制模式均可实现活塞高周或低周热疲劳模拟。本发明具有能够模拟实际工况下活塞表面的温度场分布、实验周期短、可控性好的优点。

主权项

1、一种激光诱发活塞热疲劳的实验装置，包括：一支架，待测的活塞(100)通过一个夹具或其它固定装置被固定在所述支架上；一个控制装置(1)，安置在所述支架上或设置在所述支架附近，用于对整个实验装置的工作过程和状态进行控制；其特征在于，还包括：一个用于对活塞(100)加热的加热装置(2)与所述控制装置(1)连接，并将所述的加热装置(2)固定在所述支架上面位于所述活塞(100)的上方；所述的加热装置(2)由一激光器(21)和一光束整形器(22)组成，所述控制装置(1)控制所述激光器(21)的开启和关闭，所述激光器(21)发出的激光通过所述光束整形器(22)后垂直照射到所述活塞(100)上表面；所述光束整形器(22)将所述激光器(21)发出的一束激光变换成为一束具有多个同心环形光斑的激光；一个用于测量活塞(100)受热区域的温度的测温装置(3)与所述控制装置(1)连接；一个用于监视活塞(100)上表面变化的监视装置(4)，所述监视装置(4)由三个CCD摄像头组成，并等间距设置在所述活塞(100)受热表面的斜上方；其中所述监视装置(4)将所得活塞(100)上表面的图像输入到所述控制装置(1)进行处理，来判断活塞(100)的疲劳状态；一个用于对活塞(100)冷却的冷却装置(5)与所述控制装置(1)连接，并将所述的冷却装置(5)固定在所述支架上位于所述活塞(100)附近；所述控制装置(1)由2台PC机，一图像采集卡，一输入输出卡和一PROFIBUS现场总线卡组成；其中所述的监视装置(4)中CCD摄像头、所述的激光器(21)与一台PC机连接；其中所述的冷却装置(5)、所述测温装置(3)与另一个PC机连接。