[發(fā)明專利]貼片通電加熱式高溫原位雙軸測(cè)試儀器及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810078882.1
• 申請(qǐng)日: 2018-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN108132188A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建海;趙宏偉;謝英杰;梁天唯;孫書博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/18
• 分類號(hào): G01N3/18;G01N3/04;G01N1/32;G01N1/28;G01D21/02
• 代理公司: 吉林長(zhǎng)春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

1.一種貼片通電加熱式高溫原位雙軸測(cè)試儀器，其特征在于：包括雙軸加載測(cè)試單元、高溫加載單元、信號(hào)檢測(cè)單元、支撐單元四部分，其中，雙軸加載測(cè)試單元、高溫加載單元、信號(hào)檢測(cè)單元分別安裝在支撐單元上；所述雙軸加載測(cè)試單元由四個(gè)電動(dòng)缸（17）提供四個(gè)方向的加載動(dòng)力，電動(dòng)缸（17）通過電動(dòng)缸法蘭（1）固定在電動(dòng)缸支座（2）上，加載過程中加載力由主軸方向上的拉壓力傳感器（16）進(jìn)行測(cè)量；

所述高溫加載單元包括電流加熱模塊、真空密封模塊、水冷模塊，通過粘貼于十字形試件（22）四臂上下兩面的八個(gè)貼片電流加熱體（26）對(duì)十字形試件（22）進(jìn)行高溫加載；真空密封模塊與雙軸加載單元之間通過波紋管（5）密封，保證儀器試驗(yàn)過程中的真空度；水冷模塊包括主軸水冷模塊和真空腔體水冷模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片通電加熱式高溫原位雙軸測(cè)試儀器，其特征在于：測(cè)試儀器整體布局為臥式結(jié)構(gòu)，雙軸加載測(cè)試單元通過電動(dòng)缸支座（2）固定在支撐單元的支撐臺(tái)（18）上；高溫加載單元通過真空腔上支座（12）、真空腔支架（6）和真空腔下支座（21）固定在支撐臺(tái)（18）上；真空腔上下設(shè)有觀測(cè)窗口（8），便于高速相機(jī)（9）對(duì)試驗(yàn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)原位動(dòng)態(tài)觀測(cè)和高溫環(huán)境下試件的應(yīng)變測(cè)量以及利用雙比色測(cè)溫儀（20）對(duì)試件標(biāo)距區(qū)的溫度進(jìn)行測(cè)量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的貼片通電加熱式高溫原位雙軸測(cè)試儀器的測(cè)試方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1. 準(zhǔn)備十字形試件（22），對(duì)試件中心標(biāo)距區(qū)進(jìn)行拋光處理，以便試驗(yàn)過程中對(duì)試件的微觀組織形貌變化原位觀測(cè)；在十字形試件（22）四臂非標(biāo)距區(qū)涂抹耐高溫?zé)o機(jī)絕緣膠，進(jìn)行絕緣處理，將八個(gè)貼片電流加熱體（26）貼于十字形試件四臂上下兩面，構(gòu)成雙軸加載用試件，并將雙軸加載用試件裝夾在上絕緣夾具頭（24）和下絕緣夾具頭（25）之間，通過螺釘夾緊固定；

步驟2. 雙軸加載測(cè)試試驗(yàn)開始前，將真空密封腔抽真空，并保持分子泵持續(xù)工作，保證試驗(yàn)過程中的真空度；

步驟3. 開啟試件加熱的電源裝置（23），向貼片電流加熱體（26）通入直流電，利用安裝在真空密封腔下方的測(cè)溫儀支架（19）上的雙比色測(cè)溫儀（20）對(duì)雙軸加載用試件中心標(biāo)距區(qū)的溫度實(shí)時(shí)測(cè)量，每隔1s采集一個(gè)溫度數(shù)據(jù)，并不斷加大電源電流值，使雙軸加載用試件溫度不斷升高，待雙軸加載用試件溫度穩(wěn)定在設(shè)定溫度后，保持設(shè)定溫度不變10分鐘后開始施加雙軸加載載荷，進(jìn)行高溫雙軸加載測(cè)試試驗(yàn)；

步驟4. 高溫雙軸加載測(cè)試試驗(yàn)開始后，加載軸（27）對(duì)夾具體帶動(dòng)試件進(jìn)行雙軸加載，雙比色測(cè)溫儀（20）進(jìn)行試件標(biāo)距區(qū)溫度測(cè)量，采集輸出數(shù)據(jù)；高速相機(jī)（9）進(jìn)行標(biāo)距區(qū)應(yīng)變測(cè)量并進(jìn)行實(shí)時(shí)原位觀測(cè)，采集輸出數(shù)據(jù)；拉壓力傳感器（16）測(cè)量加載過程中的加載力，采集輸出數(shù)據(jù)，直到試件中心標(biāo)距區(qū)斷裂破壞，關(guān)閉電源設(shè)備，試驗(yàn)結(jié)束。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的貼片通電加熱式高溫原位雙軸測(cè)試儀器的測(cè)試方法，其特征在于：通過貼片電流加熱體（26）對(duì)試件非標(biāo)距區(qū)進(jìn)行接觸熱傳導(dǎo)，使試件均勻受熱。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的貼片通電加熱式高溫原位雙軸測(cè)試儀器的測(cè)試方法，其特征在于：所述的貼片電流加熱體（26）置于十字形試件非標(biāo)距區(qū)。