[發明專利]用于氫氣環境材料性能測試裝置的密封摩擦力補償方法

有效

• 申請號: 201510316756.1
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104931349B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 陳學東;劉孝亮;王冰;范志超;莊慶偉
• 申請（專利權）人: 合肥通用機械研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02;G01N3/04
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙)34118
• 代理人: 王挺,柯凱敏

技術領域

本發明涉及材料性能測試方法技術領域，具體涉及一種用于氫氣環境材料性能測試裝置的密封摩擦力補償方法。

背景技術

氫氣環境材料性能測試裝置是測試氫氣環境材料性能、建立相應材料數據庫、研究氫損傷機理等的重要試驗設備，研究如何補償該試驗設備在試驗過程中密封摩擦力對試樣承受載荷測量的影響，提高試樣承受載荷的測量精度對于材料性能測試裝置具有重要意義。

目前常用的克服密封摩擦對試樣承受載荷測量的影響的方法，是以長春機械科學研究院有限公司為代表的，在測試儀出廠前測得密封摩擦力的平均值，并作為一恒定值寫入控制器，在后續的試驗中減去該恒定值。該方法不能反映試驗狀態(溫度、加載波形、加載速率)變化以及密封圈老化等導致的摩擦力變化，因而精度不高，亟需改進。

發明內容

本發明的目的即為克服上述現有技術的不足，提供一種可以同時反映試驗狀態變化以及密封圈老化等導致的摩擦力變化，并能用于交變加載試驗的密封摩擦力補償方法。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種用于氫氣環境材料性能測試裝置的密封摩擦力補償方法，其包括如下步驟：

S1、不裝夾試樣，按試驗要求設定測試儀參數，包括溫度與載荷；

S2、開始試驗，測得載荷曲線即為密封摩擦力曲線；

S3、裝夾試樣，按試驗要求設定測試儀參數，包括溫度與載荷；

S4、進行試驗，測得載荷曲線即為合載荷曲線；

S5、將S2中得到的密封摩擦力曲線按照S4中的合載荷曲線進行周期擴展，然后從S4的合載荷曲線中減去擴展后的密封摩擦力曲線，即得到試樣承受載荷曲線。

優選的，所述氫氣環境材料性能測試裝置包括筒狀且密封的氫氣環境箱，所述氫氣環境箱中設置有待測試樣；本裝置還包括裝有拉桿以用于實現對所述試樣進行指定載荷加載的主機加載框架，所述氫氣環境箱設置在主機加載框架上；所述氫氣環境箱中設置有分別用于夾持所述試樣上、下兩端的上夾持部和下加持部，所述拉桿穿過氫氣環境箱與所述下加持部固接，且拉桿與氫氣環境箱之間構成動密封配合；所述氫氣環境箱與供氫氣管相連，氫氣環境箱在遠離供氫氣管進氣口的一側設置有放氣電磁閥；所述氫氣環境箱中還設置有電加熱組件；本裝置還包括用于監控試樣受力載荷-試樣變形量- 試樣環境溫度-試樣周圍氫氣壓力的傳感器以及用于監控及處理各傳感器所收集信息的控制組件。

優選的，所述電加熱組件包括由內而外依次布置的熱輻射層和隔熱層，所述熱輻射層由同軸套設于所述試樣外周處的馬弗管以及螺旋狀穿設于馬弗管內的加熱電阻絲構成，該筒狀的馬弗管與加熱電阻絲互相配合構成輻射管構造的加熱爐；所述隔熱層至少包括包覆在所述加熱爐外側的金屬隔熱罩，所述馬弗管與金屬隔熱罩之間設置有間距。

進一步的，所述加熱電阻絲設置為對應所述試樣上、下部分的兩段式螺旋結構，兩段加熱電阻絲各自獨立加熱，且兩段加熱電阻絲均通過設置在氫氣環境箱上的接線柱與驅動功放相連，所述驅動功放與控制組件電聯接。

優選的，所述金屬隔熱罩與馬弗管之間還布置有隔熱填料。

優選的，所述氫氣環境箱包括筒狀的鐘罩，所述鐘罩的上端封閉，下端開口處設置有底座法蘭，所述鐘罩和底座法蘭彼此固連構成封閉的空間；所述供氫氣管與設置在所述鐘罩上的進氣口相連，所述放氣電磁閥通過管道與底座法蘭固連；所述鐘罩的上端部還設置有安全閥和吊環。

優選的，所述鐘罩的外側設置有冷卻水套，所述冷卻水套與鐘罩之間圍成冷卻水腔，冷卻水腔的進水口通過冷水供水管與水泵相連，冷卻水腔的出水口通過冷水回水管與冷卻水箱相連，所述冷卻水箱、水泵、冷水供水管、冷卻水腔以及冷水回水管依次連通形成一個冷卻水循環管路。

優選的，所述上夾持部包括由上而下依次同軸布置的上連接頭和上夾頭，所述上夾頭與待測試樣上端部固接，所述上夾持部還包括設置在加熱爐上側的金屬隔熱罩夾層中的上蓋；所述上連接頭外形呈直徑上大下小的二段式階梯軸結構，且該階梯軸結構的軸肩處呈平滑過渡的弧錐面狀構造，所述上蓋與上連接頭軸肩相配合的部分呈與之形狀吻合的凹弧面狀構造；

所述下夾持部包括由上而下依次同軸布置的下夾頭和下連接頭，所述下連接頭與所述拉桿固接。

進一步的，所述上連接頭和上夾頭之間以及下夾頭和下連接頭之間均為鉸接，且連接上連接頭和上夾頭之間的鉸接軸與連接下夾頭和下連接頭之間的鉸接軸的軸線彼此垂直設置。