热冲击‑力耦合加载与测试系统.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CN106525564A(43)申请公布日2017.03.22(21)申请号201610954726.8(22)申请日2016.11.03(71)申请人兰州大学地址730000甘肃省兰州市城关区天水南路222号(72)发明人蒋一萱关明智王省哲(74)专利代理机构北京中恒高博知识产权代理有限公司11249代理人宋敏(51)Int.Cl.G01N3/00(2006.01)G01N3/60(2006.01)G01N3/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称热冲击-力耦合加载与测试系统(57)摘要本发明公开了一种热冲击-力耦合加载与测试系统，将常规的电子万能试验机加高、加宽后，内部装入快速升温炉，在快速升温炉周围布置多组大功率石英灯对本系统内的样品进行加热，本发明能够实现对高温智能材料在超高温热冲击环境下的力学特性测试，并且加热速度快，效率高，均匀度高。CN106525564ACN106525564A权利要求书1/1页1.热冲击-力耦合加载与测试系统，其特征在于，包括高温热冲击加载与控制单元、机械力学加载与控制单元和PC端，所述PC端分别与所述高温热冲击加载与控制单元和所述机械力学加载与控制单元连接，所述机械力学加载与控制单元包括电子万能试验机和力学测量模块，所述力学测量模块分别与所述电子万能试验机和所述PC端连接，所述高温热冲击加载与控制单元包括快速升温炉、温度传感器和温控模块，所述快速升温炉安装在电子万能试验机内，所述快速升温炉内布置有多组大功率石英灯用于对本系统进行加热，所述温度传感器安装在所述快速升温炉内，所述温控模块分别连接所述温度传感器和所述PC端。2.根据权利要求1所述的热冲击-力耦合加载与测试系统，其特征在于，所述电子万能试验机采用无极变速的位移加载方式，所述电子万能试验机采用门式预应力结构。3.根据权利要求1所述的热冲击-力耦合加载与测试系统，其特征在于，所述力学测量模块包括高精度载荷传感器和位移传感器，所述高精度载荷传感器用于测量载荷，所述位移传感器用于测量夹头间的位移。4.根据权利要求1所述的热冲击-力耦合加载与测试系统，其特征在于，所述快速升温炉包括炉壳，所述炉壳上部和下部分别设置有上炉盖和下炉盖，所述炉壳内部周围布置有陶瓷纤维板，所述上炉盖和下炉盖上分别通过十字槽盘头螺钉固定有卤素加热管，所述炉壳左侧安装有高温炉内外折页，所述高温炉内外折页内部安装有左、右两个电极保护罩，电极固定在电极瓷座上并安装在所述左、右保护罩内，所述炉壳右侧安装有把手，把手通过两个把手架固定在所述炉壳上，所述把手上下两侧分别安装有搭扣，所述搭扣用于锁紧炉体，试验样品通过上高温拉杆与上连杆连接，所述上连杆另一端固定在炉体上部，试验样品通过下高温拉杆与下连杆连接，所述下连杆另一端固定在炉体下部。5.根据权利要求1所述的热冲击-力耦合加载与测试系统，其特征在于，所述温控模块包括K型热电偶、人机界面HMI和中央运算器，所述K型热电偶与试样连接，用于测量试样的温度和控制炉体的温度，所述中央运算器分别与所述K型热电偶和人机界面HMI连接。6.根据权利要求1或5所述的热冲击-力耦合加载与测试系统，其特征在于，所述温度传感器为比色测温仪。2CN106525564A说明书1/3页热冲击-力耦合加载与测试系统技术领域[0001]本发明涉及一种材料的加载与测试系统，具体的说是热冲击-力耦合加载与测试系统。背景技术[0002]随着现代科技的发展，高温智能复合材料（如超高温陶瓷，铁电陶瓷灯）已经广泛应用于电子、航空、航天、信息和核工业等领域，诸如制动器、微定位器、存储器、水听器、加速度传感器等机敏器件中，并在应用开发研究等方面取得了长足进展。这类材料的主要特点是：在高温环境下长期服役，在高温热冲击环境下表现良好智能性（如热冲击下材料的放电性能等）,高温下可具有良好的导电、导热、抗腐蚀性等物理性质及保持高的抗氧化性和断裂强度等。[0003]而在对这些高温智能复合材料的实验研究中，试验仪器至关重要。室温下高温智能复合材料的力学性能如弯曲强度、杨氏模量，物理参数如电导率、热导率、比热容等用现有的技术可以测得，但高温热冲击下测量材料的参数就十分困难了。首先要在力学加载系统中得到一个稳定的高温热冲击环境，然后要有能在高温下精确测量其温度、变形等多场性能的传感装置等。本测试系统正是针对以上极为棘手的问题而开展研制的。该测试系统的主要特点是可以同时提供变速率热冲击、力学加载系统（拉、压、弯）等多场耦合复杂环境下的高温智能复合材料力学性能的测量。基于此测试系统的测试结果，有望揭示多场下若干高温智能复合材料的基本变形模式，热-力耦合本构关系等，同时，为基于此类高温智能复合材料