[實用新型]高溫旋轉彎曲疲勞裂紋擴展測量裝置

有效

• 申請號: 201320479400.6
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN203350139U
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王清遠;李久楷;劉永杰
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N3/28
• 分類號: G01N3/28
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 謝敏

技術領域

本實用新型涉及疲勞實驗領域，具體是高溫旋轉彎曲疲勞裂紋擴展測量裝置。

背景技術

目前，廣泛應用的測量裂紋擴展的方法是：用緊湊拉伸試樣或單邊缺口拉伸試樣測定金屬材料恒幅載荷、單峰過載及循環保持載荷作用下裂紋疲勞擴展速率。原有的方案大都是先人為制造小的缺口或裂紋，主要采用拉壓加載方式，用電位法、磁記憶檢測和顯微鏡直接觀察法測量裂紋幾何尺寸。旋轉彎曲疲勞加載條件下的裂紋擴展測量，在科研和工程應用中也是特別重要。但在旋轉彎曲疲勞加載條件下，試件處于旋轉狀態，無法準確動態監測裂紋的尺寸，現有的方法是每經過一定的時間間隔暫停實驗機，然后進行裂紋尺寸靜態測量。由于存在諸多的不變和困難，現有的旋轉彎曲疲勞系統無法簡便動態測量裂紋擴展。在高溫條件下，裂紋的動態監測更是困難。

實用新型內容

本實用新型提供了高溫旋轉彎曲疲勞裂紋擴展測量裝置，解決了以往旋轉彎曲疲勞系統在動態測量裂紋擴展時相對麻煩，且在高溫條件下，裂紋的動態監測更加困難的問題。

本實用新型為解決技術問題主要通過以下技術方案實現：高溫旋轉彎曲疲勞裂紋擴展測量裝置，包括疲勞機控制系統、驅動馬達、兩個高溫夾頭、高溫加熱箱，疲勞機控制系統分別與驅動馬達、高溫加熱箱實現信號連接，兩個高溫夾頭的前端伸入高溫加熱箱內，其中一個高溫夾頭與驅動馬達實現聯動，兩個高溫夾頭的外部分別設有保護腔體，兩個保護腔體各設有一根連桿，保護腔體上通過連桿連接有砝碼架，砝碼架上設有加載砝碼，所述加載砝碼的上方設有位移傳感器，所述位移傳感器通過A/D轉換器與計算機實現信號連接。疲勞機控制系統通過控制驅動馬達的轉速來控制加載頻率，通過控制高溫加熱箱達到實驗需要溫度，改變加載砝碼控制加載循環應力的大小；在高溫旋轉彎曲疲勞實驗過程中，用位移傳感器實時動態監測試件的撓度變化，A/D轉換器把位移傳感器實時監測到的模擬信號轉換為數字信號，并反饋到計算機，計算機對采集到的信號進行存儲。待實驗完成后，對數據進行處理即可得到裂紋萌生或擴展信息。本方案中提到的疲勞機控制系統、驅動馬達、兩個高溫夾頭、高溫加熱箱、連桿、砝碼架均為現有結構，對于疲勞實驗領域的技術人員來說都是可以知曉的；另外位移傳感器通過A/D轉換器將監測數據存儲在計算機上屬于現有技術，在其它領域較為常用，比如距離測量。本方案主要是在傳統疲勞實驗系統的基礎上增加位移傳感器與A/D轉換器，以測量砝碼的位移變化，進而對應測出試件的撓度變化，通過撓度變化反映出試件損傷裂紋的大小。

進一步地，本實用新型還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器伸入高溫加熱箱內，且溫度傳感器與疲勞機控制系統實現信號連接。溫度傳感器用于實時地測量高溫加熱箱內的溫度，并反饋給疲勞機控制系統，從而疲勞機控制系統能夠對高溫加熱箱內的溫度進行精確控制。

進一步地，所述保護腔體的長度大于高溫夾頭的長度的1/2，且小于高溫夾頭的長度的2/3。

進一步地，所述加載砝碼位于高溫加熱箱的正下方。

進一步地，所述兩個高溫夾頭的中心軸線與水平面平行。

進一步地，所述兩個高溫夾頭的中心軸線相互重合。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點和有益效果：

（1）本實用新型通過在砝碼上方設置位移傳感器，并通過A/D轉換器與計算機的共同作用，實現位移數據的測量，反映出試件的撓度變化，進而實現高溫旋轉彎曲加載條件下裂紋擴展的動態監測，由此可以測得此條件下的裂紋萌生壽命、裂紋擴展壽命，裂紋擴展速率，以及裂紋擴展過程中的一些重要信息。

（2）本實用新型操作簡單，設計獨特，精度高，在實驗過程中全部可實現自動監測，只需要簡單的后續數據處理即可，實用性較強。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。

實施例：

如圖1所示，本實施例包括疲勞機控制系統1、驅動馬達2、兩個高溫夾頭、高溫加熱箱4，疲勞機控制系統1分別與驅動馬達2、高溫加熱箱4實現信號連接，兩個高溫夾頭的前端伸入高溫加熱箱4內，其中一個高溫夾頭與驅動馬達2實現聯動，兩個高溫夾頭的外部分別設有保護腔體，兩個保護腔體各設有一根連桿，保護腔體上通過連桿連接有砝碼架，砝碼架上設有加載砝碼6，所述加載砝碼6的上方設有位移傳感器7，所述位移傳感器7通過A/D轉換器8與計算機9實現信號連接。