高温多载荷加载原位测试装置.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CN108132190A(43)申请公布日2018.06.08(21)申请号201810078894.4G01B11/16(2006.01)(22)申请日2018.01.26G01D21/02(2006.01)(71)申请人吉林大学地址130000吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人张世忠张建海赵宏伟谢英杰孙书博郑艳芳(74)专利代理机构吉林长春新纪元专利代理有限责任公司22100代理人王怡敏(51)Int.Cl.G01N3/18(2006.01)G01N3/26(2006.01)G01N3/02(2006.01)G01N21/84(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称高温多载荷加载原位测试装置(57)摘要本发明涉及一种高温多载荷加载原位测试装置，属于材料力学性能测试领域。包括高温加载模块、多载荷加载模块、原位观测模块、支撑模块，所述多载荷加载模块与高温加载模块耦合，在高温环境下对防热复合材在的多种载荷加载方式下力学性能进行测定。高温加载模块由加热炉实现最高2500℃的温度加载，与之耦合的多载荷加载模块由电动缸和液压缸提供加载动力，通过传动机构将动力传递给测试试件；原位观测模块由数字散斑和高速相机组成，实现试验过程实时动态原位观测。优点在于：结构紧凑，设计合理，载荷加载测试方法多样化，可实现防热复合材料在真空或惰性气体环境下多种载荷加载类型试验。为材料高温力学行为和服役提供了有效的测试手段。CN108132190ACN108132190A权利要求书1/2页1.一种高温多载荷加载原位测试装置，其特征在于：包括高温加载模块、多载荷加载模块、原位观测模块、支撑模块，所述高温加载模块通过密封腔支撑架（12）、密封腔支撑筒（13）固定在支撑模块上，与多载荷加载模块之间通过O型密封圈连接，保证试验过程中高温加载模块的密封性；多载荷加载模块与支撑模块之间通过法兰连接，将多载荷加载模块的加载力和自身重力卸载在支撑模块上；原位观测模块固定在隔震台（1）上，透过高温加载模块的耐高温玻璃（5）对试验过程实时动态原位观测；所述高温加载模块是：通过安装在装置中间的加热炉实现最高2500℃温度加载，加热炉通过感应线圈（44）对石墨发热体（38）感应加热，继而对放置在加热炉炉体内部的测试试件加热，通过控制感应线圈（44）的加热功率使测试试件达到指定温度；所述测试试件为十字形试件（33）或板形试件（45）；所述多载荷加载模块包括高温双轴拉伸压缩测试机构、高温单轴拉伸压缩测试机构、高温单轴扭转测试机构、高温单轴拉伸扭转测试机构，分别与高温加载模块耦合，在高温环境下对防热复合材在的多种载荷加载方式下力学性能进行测定；高温双轴拉伸压缩测试机构由电动缸（3）和液压缸（10）共同提供加载动力，通过主轴（27）及其传动部件将驱动源的加载载荷传递给十字形试件（33），耦合高温加载模块实现高温双轴拉伸压缩测试；高温单轴拉伸压缩测试机构由两个液压缸（10）或电动缸（3）加载驱动，对板形试件（45）进行拉伸压缩加载，耦合高温加载模块实现高温单轴拉伸压缩测试；高温单轴扭转测试机构由两个伺服电机（6）通过蜗轮蜗杆传动，将伺服电机（6）的旋转运动转化为液压缸主轴方向的旋转运动，带动测试试件实现扭转加载，耦合高温加载模块实现高温单轴扭转测试。2.根据权利要求1所述的高温多载荷加载原位测试装置，其特征在于：所述的高温双轴拉伸压缩测试机构是：双轴相对布置两个电动缸（3）和两个液压缸（10）提供双轴加载动力，电动缸（3）、液压缸（10）的拉伸轴直接与主轴（27）螺纹连接，将加载动力通过主轴（27）、隔热板（35）、拉压力传感器（36）、主轴水冷系统传递给十字形试件（33），实现双轴加载，配合高温加载模块，使十字形试件（33）处于真空高温氛围，实现高温双轴拉伸压缩测试试验。3.根据权利要求1所述的高温多载荷加载原位测试装置，其特征在于：所述的高温单轴拉伸压缩测试机构是：装置的四个驱动源中的两个电动缸（3）或两个液压缸（10）工作，测试试件为板形试件（45），配合高温加载模块，实现高温单轴拉伸压缩测试试验。4.根据权利要求1所述的高温多载荷加载原位测试装置，其特征在于：所述的高温单轴扭转测试机构是：伺服电机（6）通过弹性联轴器Ⅰ、Ⅱ（7、8）与蜗杆轴（34）相连，蜗轮（26）通过花键与液压缸（10）的主轴（27）连接，带动花键轴（25）旋转运动，继而实现测试试件的扭转加载，配合高温加载模块，实现高温单轴扭转测试试验。5.根据权利要求1所述的高温多载荷加载原位测试装置，其特征在于：所述的高温单轴拉伸扭转测试机构是：液压缸（10）通过花键轴（25）与主轴（27）连接，带动主轴实现推拉运动；花