[發明專利]一種熱力耦合作用下材料疲勞試驗裝置

在審

• 申請號: 201610158176.9
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105651638A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 唐遠金;孫智富;孫健
• 申請（專利權）人: 重慶微世特機電設備有限公司
• 主分類號: G01N3/60
• 分類號: G01N3/60;G01N3/18;G01N3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于材料試驗技術領域，特別涉及一種熱力耦合作用下材料疲勞試驗裝置。

背景技術

材料熱力耦合作用下的疲勞試驗，是準確評估實際應用中材料性能或壽命的有效途徑。但 是目前已有的疲勞試驗機只單一考慮了熱負荷或機械負荷的作用，實際上很多材料或產品在 實際工作中受到的是熱負荷、機械負荷的綜合作用，如果只單獨考慮熱負荷或機械負荷，將 很難準確評估材料或產品的應力狀態和預測材料或產品的疲勞壽命。而且現有技術中設備復 雜、能耗高、升溫降溫周期長，導致單次試驗的周期長，而通常情況下試樣都要經過上千次 試驗，使得試樣的熱力耦合疲勞試驗耗時較長。雖然也出現過一種熱力耦合疲勞加載裝置， 但是其只能對試樣進行加熱和旋轉彎曲疲勞加載。同時傳統的加載夾具都比較單一，不能夠 適應多種試樣的裝夾和加載。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種低能耗、能夠快速升降溫和 實現拉伸和壓縮的熱力耦合疲勞試驗裝置。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明技術方案如下：

一種熱力耦合作用下材料疲勞試驗裝置，包括用于對試樣提供單軸的拉伸載荷或者壓縮 載荷的加載裝置、用于快速加熱的加熱裝置、用于快速冷卻試樣的冷卻裝置、測試裝置和控 制裝置，所述加載裝置包括兩個夾座以及驅動兩個夾座靠攏和背離的驅動機構，所述加熱裝 置包括高頻感應加熱爐和感應線圈，所述加熱裝置的感應線圈位于兩個夾座之間形成的試樣 加載區域內，所述冷卻裝置靠近試樣加載區域。

作為優選：所述加載裝置還包括支撐機構、固定座、移動座和多根導向柱，所述固定座 安裝在支撐機構上部，移動座位于固定座上方，所述驅動機構安裝在支撐機構下部，所述導 向柱豎直穿過固定座，導向柱上端與移動座連接，下端與驅動機構連接，兩個所述夾座正對 地安裝在移動座和固定座上。

作為優選：所述支撐機構包括底座和設置在底座上的支撐柱，所述固定座安裝在支撐柱 上端；所述驅動機構上端安裝有支撐板，所述導向柱下端固定在支撐板上，所述固定座上設 置有與導向柱對應的導向套。

作為優選：所述驅動機構為氣缸或液壓缸，所述冷卻裝置包括噴頭，所述噴頭通過管路 與空壓機或水箱連接，所述固定座上設置有集水槽，該集水槽位于試樣加載區域下方，所述 集水槽通過管路與水箱連接。

作為優選：兩個夾座分別為上夾座和下夾座，上夾座和下夾座正對，上夾座通過稱重傳 感器安裝在移動座下表面，上夾座通過螺紋安裝在稱重傳感器下端，所述下夾座通過安裝座 固定在固定座上。

作為優選：所述支撐板上表面與固定座下表面分別設置有一個夾座，兩個夾座之間形成 另一個試樣加載區域，并設置有冷卻裝置和加熱裝置，固定座上方和下方的兩個加載區域同 時對試樣進行加載。上下兩個加載區域可以同時對同一試樣進行拉伸和壓縮的加載，節省時 間。

作為優選：所述夾座包括支撐塊，所述支撐塊上開設有用于安裝夾頭的第一凹槽和第二 凹槽，第一凹槽與第二凹槽連通，第一凹槽的寬度小于第二凹槽的寬度，使得夾頭能從支撐 塊側面裝入，且限制其豎直方向移動。

作為優選：所述夾頭包括安裝段和用于固定試樣的裝夾段，所述安裝段為與第一凹槽和 第二凹槽相適應階梯軸狀，裝夾段上設置有用于與試樣連接或配合的定位結構。

作為優選：所述冷卻裝置包括噴頭以及用于支撐噴頭的旋轉機構，所述旋轉機構包括底 板、壓筒、支撐桿和彈簧，所述支撐桿下端連接有壓盤，該壓盤位于所述壓筒內，支撐桿向 上伸出壓筒，所述彈簧設置在壓盤與底板之間，且壓筒與壓盤之間設置有相配合的限位槽和 凸臺，所述支撐桿上端設置有噴頭鎖緊機構。

作為優選：所述加熱裝置的感應加熱線圈可拆卸地安裝在高頻感應加熱爐上，所述高頻 感應加熱爐通過水平移動機構支撐在箱體上，并能使感應加熱線圈靠近或遠離試樣加載區域。

作為優選：還包括箱體，所述水平移動機構上安裝有支撐座，支撐座中部設置有支撐套， 所述高頻感應加熱爐安裝在支撐架內，支撐架下端安裝有螺桿，所述螺桿穿過支撐套，螺桿 上套設有螺母，螺母壓在支撐套上端。

如上所述，本發明的有益效果是：

1、能夠實現拉伸、壓縮狀態下的熱力耦合疲勞試驗，以更準確地預測材料或產品疲勞壽 命。同時通過高頻感應加熱實現快速升溫，縮短加熱時間，使得試驗周期縮短，提高試驗效 率。