一种具有非接触全场应变测量功能的小微样品单轴蠕变测试系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114152519A(43)申请公布日2022.03.08(21)申请号202111344491.8(22)申请日2021.11.15(71)申请人中国科学院金属研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区文化路72号(72)发明人张广平王立毅宋竹满罗雪梅(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人于晓波(51)Int.Cl.G01N3/18(2006.01)G01N3/04(2006.01)G01N3/06(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种具有非接触全场应变测量功能的小微样品单轴蠕变测试系统(57)摘要本发明公开了一种具有非接触全场应变测量功能的小微样品单轴蠕变测试系统，属于材料蠕变测试技术领域。该系统主要包括三个子系统：加热保温系统、加载夹持系统、应变测量系统。加热保温系统主要包括但不限于以下部件：开合式电阻炉、铠装式热电偶、电阻炉二维导轨、温度控制器等，可以实现对样品的升温保温；加载夹持系统包括机器框架和样品加载两个部分，实现对小尺寸板状样品的夹持；应变测量系统可以通过样品观察窗对样品的变形应变进行测量。与现有的商业设备相比，该系统解决了小微样品单轴蠕变测试的问题。CN114152519ACN114152519A权利要求书1/1页1.一种具有非接触全场应变测量功能的小微样品单轴蠕变测试系统，其特征在于：该测试系统包括加热保温系统、加载夹持系统和应变测量系统；其中：加热保温系统：包括开合式电阻炉、铠装式热电偶、电阻炉二维导轨和温度控制器，所述铠装式热电偶从开合式电阻炉侧面开设的孔伸入炉内样品表面，对样品温度进行测量；测量的温度信号传输至温度控制器，温度传感器对开合式电阻炉的加热温度进行控制；所述电阻炉二维导轨置于开合式电阻炉下方，并对电阻炉的平面动作进行控制；加载夹持系统：包括机器框架部分和样品加载部分，其中：所述机器框架部分包括机器横梁、机器立柱、机器底座和底部箱体，机器立柱为两根，其上端和下端分别固定在机器横梁和机器底座上，机器底座固定于底部箱体上表面；所述样品加载部分在空间上由上到下包括对中调整装置、万向球头、力传感器、上转接杆、上夹具、下夹具、下转接杆、伺服电缸和伺服控制器；所述机器横梁的中心开孔，孔内安装对中调整装置，对中调整装置下端依次连接万向球头、力传感器、上加载杆和上夹具；上夹具与下夹具之间用于夹持样品，下夹具与下加载杆相连接；所述伺服电缸固定在底部箱体内，伺服电缸输出端与下加载杆相连接，通过伺服控制器向伺服电缸提供动力；应变测量系统：包括相机托板、相机底座和工业相机，工业相机由相机底座支撑，相机底座设于相机托板上，相机托板固定在所述底部箱体的侧面；所述工业相机通过在开合式电阻炉炉体侧面开设的样品观察窗对炉内样品进行观察。2.根据权利要求1所述的具有非接触全场应变测量功能的小微样品单轴蠕变测试系统，其特征在于：所述开合式电阻炉由相对称的两半炉腔组合而成，两半炉腔内均设有半圆柱状电阻丝，可提供的加热温度范围为室温～800℃；其中一半炉体外侧面开有直径3mm小孔，铠装式热电偶从此小孔插入并伸到样品侧表面，可对样品的温度进行精确控制；在温度高于300℃时的温度精度为±2℃。3.根据权利要求2所述的具有非接触全场应变测量功能的小微样品单轴蠕变测试系统，其特征在于：所述开合式电阻炉侧面开有样品观察窗，可供应变测量系统的光学观察使用；开合式电阻炉炉体上装有卡扣，可以实现对两半电阻炉的合紧和固定。4.根据权利要求1所述的具有非接触全场应变测量功能的小微样品单轴蠕变测试系统，其特征在于：为了消除热处理炉的热辐射对力传感器应力测量的影响，在力传感器相同高度位置安装了力传感器散热风扇。5.根据权利要求1所述的具有非接触全场应变测量功能的小微样品单轴蠕变测试系统，其特征在于：所述上加载杆的下端深入热处理炉炉腔内，下加载杆穿过机器底座和底部箱体顶部的圆孔与固定在底部箱体底板中心的伺服电缸连接。2CN114152519A说明书1/6页一种具有非接触全场应变测量功能的小微样品单轴蠕变测试系统技术领域[0001]本发明涉及材料蠕变测试技术领域，具体涉及一种具有非接触全场应变测量功能的小微样品单轴蠕变测试系统。背景技术[0002]蠕变测试方法是研究样品高温力学行为的重要研究方法。随着新材料的不断发展，对蠕变测试系统和测量方案也提出了新的要求。例如，在3D打印样品以及新材料的开发中，需要对小尺寸样品或薄壁结构样品进行蠕变持久测试实验。针对小尺寸样品的蠕变测试，传统方法是把样品加工成圆形薄片进行小冲杆蠕变实验，但是小冲杆蠕变实验方法是一种多轴蠕变实验方法，在实验过程中引入了额外的应力状态，为后续的蠕变机理和断裂机理