高通量小试样蠕变及蠕变裂纹扩展试验装置及其使用方法.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CN109520857A(43)申请公布日2019.03.26(21)申请号201811494728.9(22)申请日2018.12.07(71)申请人华东理工大学地址200237上海市徐汇区梅陇路130号(72)发明人谈建平涂善东李思宽王卫泽刘利强张坤(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人董庆(51)Int.Cl.G01N3/18(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图11页(54)发明名称高通量小试样蠕变及蠕变裂纹扩展试验装置及其使用方法(57)摘要本发明提供可防止试样氧化、能够在真空环境下同时完成多种类型小试样的蠕变及蠕变裂纹扩展试验的高通量试验装置以及该试验装置的使用方法。试验装置包括机架、加载单元、真空单元、加热单元、位移测量单元及裂纹长度测量单元；加载单元包括试样加载盘、夹具、试样加载杆、波纹管、砝码加载杆及砝码托盘；真空单元包括真空罩、真空室底座和减压装置；加热单元为加热炉；位移测量单元包括引伸计和托架，用于测量小试样的变形量；裂纹长度测量单元包括直流恒流电源和电压测量装置，用于测量电压并算出蠕变裂纹扩展小试样的裂纹长度。本发明的试验装置及其使用方法在小试样的蠕变及蠕变裂纹扩展试验中是有用的。CN109520857ACN109520857A权利要求书1/2页1.一种高通量小试样蠕变及蠕变裂纹扩展试验装置，包括机架、加载单元、真空单元、加热单元、位移测量单元及裂纹长度测量单元，所述机架包括底座和直立地安装于底座的支承轴；所述加载单元包括试样加载盘、夹具、试样加载杆、波纹管、砝码加载杆及砝码托盘，其中，所述夹具用于将小试样固定于所述试样加载盘，所述试样加载盘上设置有至少两个夹具，所述试样加载杆、所述波纹管、所述砝码加载杆和所述砝码托盘自上而下同轴连接，并将加载于所述砝码托盘的载荷传递施加于所述小试样；所述真空单元包括真空罩、真空室底座和减压装置，所述真空室底座固定在所述支承轴上，所述真空罩以能够沿着所述支承轴自由上下移动和固定的方式设置于所述支承轴，所述真空罩和所述真空室底座密闭配合且将所述试样加载盘及所述加热单元收纳在内部腔室中，利用所述减压装置对所述内部腔室进行减压；所述加热单元为加热炉，以包围所述试样加载盘的方式安装在直立设置于所述真空室底座周缘部的折页轴上，对固定于所述试样加载盘的小试样进行加热；所述位移测量单元包括引伸计和托架，所述托架设置在位于所述真空室底座下方的所述波纹管上、且随着所述波纹管及所述砝码加载杆的移动而产生位移，利用所述引伸计检测该位移，作为小试样的变形量；所述裂纹长度测量单元包括直流恒流电源和电压测量装置，利用所述直流恒流电源对蠕变裂纹扩展小试样的两端提供电流，利用所述电压测量装置测定蠕变裂纹扩展小试样裂纹面两端的电压变化，通过裂纹长度与电压关系并根据测得的电压算出蠕变裂纹扩展小试样的裂纹长度。2.如权利要求1所述的高通量小试样蠕变及蠕变裂纹扩展试验装置，其特征在于，所述试样加载盘通过支撑杆固定安装在所述真空室底座的中央部。3.如权利要求2所述的高通量小试样蠕变及蠕变裂纹扩展试验装置，其特征在于，所述真空罩、所述真空室底座和所述支撑杆分别具有中空结构以形成冷却夹层，通过使冷却介质在所述冷却夹层中循环流通对试验装置进行冷却。4.如权利要求1所述的高通量小试样蠕变及蠕变裂纹扩展试验装置，其特征在于，所述加热炉为对开式加热炉，左右两半加热炉能够以所述折页轴为轴朝左右两侧转动。5.如权利要求1所述的高通量小试样蠕变及蠕变裂纹扩展试验装置，其特征在于，所述加热炉为马弗炉，加热温度范围为300～1200℃。6.如权利要求1所述的高通量小试样蠕变及蠕变裂纹扩展试验装置，其特征在于，所述试样加载盘上设置有四个或六个夹具。7.如权利要求1所述的高通量小试样蠕变及蠕变裂纹扩展试验装置，其特征在于，所述引伸计通过支架固定在所述真空室底座的下表面，所述托架设置在所述波纹管下部法兰上。8.如权利要求1所述的高通量小试样蠕变及蠕变裂纹扩展试验装置，其特征在于，所述小试样为圆形紧凑拉伸试样、小型紧凑拉伸试样、小冲杆试样、固支直杆试样、悬臂梁试样及三点弯试样中的任一种或两种以上的组合。9.一种小试样蠕变测试方法，其为使用权利要求1～8中任一项所述的高通量小试样蠕变及蠕变裂纹扩展试验装置对小试样进行蠕变测试的方法，包括以下步骤：2CN109520857A权利要求书2/2页1)准备选自小冲杆试样、固支直杆试样、悬臂梁试样及三点弯试样的任一种小试样或两种以上的组合；2)选择用于小试样蠕变测试的试样加载杆，使所述试样加载杆从安装于试样加载盘上的夹具中升起，用夹具将小试样固定在所述试样加载盘上，以使所述试样加载杆能够对小试样施