[發明專利]一種熱沖擊載荷作用下部件熱疲勞特性的試驗測試平臺

有效

• 申請號: 201710535720.1
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107490524B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 雷基林;鄧晰文;王東方;張大帥;牛小強;賈德文
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N3/60
• 分類號: G01N3/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種熱沖擊載荷作用下部件熱疲勞特性的試驗測試平臺，屬于測試裝備技術領域。本發明包括加熱裝置、工位交換裝置、冷卻裝置、控制裝置，通過直線氣缸帶動直線導軌，以實現兩工件交替變換加熱工位和冷卻工位，實現冷卻機構分別對兩工件進行冷卻。本發明可以設定工件表面溫度或試件加熱冷卻時間為控制條件，可同時對兩個工件進行試驗，一個進行加熱，一個進行冷卻，簡單、實用、效率高，可以方便、快捷的對工件的熱沖擊和熱疲勞強度進行試驗研究，能夠有效的縮短試驗周期和節約成本，并提高試驗研究的準確性。

技術領域

本發明涉及一種熱沖擊載荷作用下部件熱疲勞特性的試驗測試平臺，特別是一種應用于內燃機活塞、缸蓋、排氣管、渦輪、缸套以及其它機械受熱零部件熱強度考核的試驗測試平臺，屬于測試裝備技術領域。

背景技術

伴隨著科學的發展、技術的進步，內燃機不斷使用多氣門技術、廢氣渦輪增壓技術、電子控制燃油噴射技術、分層燃燒技術、EGR排氣再循環技術等以提高內燃機的熱效率、升功率和升扭矩、降低排放、降低油耗。內燃機強化程度的不斷提高，導致內燃機高的熱負荷問題，尤其是組成內燃機燃燒室的受熱部件如活塞、缸蓋、氣缸套等的熱負荷不斷增加，熱應力和熱變形不斷增大，受熱部件的工作環境日益惡化，使受熱部件材料的高溫力學性能下降，導致其可靠性和使用壽命降低。如果在內燃機受熱部件的材料、設計、加工工藝等方面的設計或技術改進不當（結構設計不合理、冷卻能力不足、材料熱強度不足等），活塞、缸蓋、排氣管、渦輪、缸套以及其它受熱零部件將無法滿足使用要求，會產生裂紋等損傷，甚至導致整機報廢，嚴重阻礙著發動機的壽命、可靠性、經濟性和排放性等性能的提升，制約著高強化內燃機的進一步發展。因此，自主設計研發一臺高效率、高自動化的受熱零部件熱疲勞模擬試驗測試考核平臺，不僅可以為高強化內燃機受熱部件的可靠性和耐久性設計提供考核手段，而且可以為受熱部件熱疲勞基礎理論、試驗標準和規范的研究提供可靠的試驗平臺。與此同時，模擬試驗研究具有準確性高、拓展性好、試驗周期短、能耗低、效率高和適用性廣優勢，是一種有效的研究手段。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：本發明提供一種熱沖擊載荷作用下部件熱疲勞特性的試驗測試平臺，用于解決受熱零部件的熱疲勞實驗研究中存在的準確率不高、能耗高、效率低、適用性不廣的問題，應用于內燃機活塞、缸蓋、排氣管、渦輪、缸套以及其它受熱零部件強度考核的試驗平臺，結構簡單、實用、工作效率高。

本發明技術方案是：一種熱沖擊載荷作用下部件熱疲勞特性的試驗測試平臺，包括加熱裝置6、工位交換裝置、冷卻裝置、控制裝置；加熱裝置6上設有保溫腔7；工位交換裝置包括直線導軌I23、直線導軌II25、直線氣缸I3、工件夾具10、直線氣缸II12、直線氣缸III15、直線氣缸IV21、直線氣缸V24、工件支架20；冷卻裝置有冷卻系統17；控制裝置包括紅外測溫儀I8、紅外測溫儀II16、紅外測溫儀III19；

所述試驗箱體1內安裝試驗臺支架2，試驗箱體1的左上部分為加熱裝置6和保溫腔7，工件I5和工件II18分別由工件夾具10固定在兩個工件支架20上，兩個工件支架20分別與直線氣缸I3和直線氣缸IV21連接，兩個工件支架20分別安裝在直線導軌I23的兩個軌道上，并且兩個工件支架20均可沿直線導軌I23的軸線方向滑動，直線導軌I23安裝在直線導軌II25上，直線導軌I23與直線氣缸V24相連接，并且直線導軌I23可沿直線導軌II25的軸線方向滑動，直線導軌II25固定在試驗臺支架2上，紅外測溫儀I8位于工件I5正后方，且固定在工件I5的工件支架20上，紅外測溫儀III19位于工件II18正后方，且固定在工件II18的工件支架20上，紅外測溫儀II16與直線氣缸II12相連接，并存在兩個工位，分別用來測量工件I5和工件II18在其冷卻工況下的頂部溫度，冷卻系統17與直線氣缸III15連接，并存在兩個工位，分別對工件I5和工件II18交替冷卻。