[發(fā)明專利]一種形狀記憶合金的低溫冷拉裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810823722.5
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN109001035B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘盛山;惠華星;張迪;呂興軍;李祥立;李毅;王帥;樂銳;張哲
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

本發(fā)明屬于張拉裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種形狀記憶合金的低溫冷拉裝置，包括溫降設(shè)備、張拉設(shè)備和傳感器及數(shù)據(jù)采集設(shè)備。降溫設(shè)備包括低溫筒、氣體擴(kuò)散管和壓力泵；張拉設(shè)備包括撐腳、千斤頂裝置、組合式錨具和活塞式錨具；組合式錨具和活塞式錨具分別用來錨固SMA的兩端；傳感器及采集設(shè)備，包括位移傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器及數(shù)據(jù)采集儀。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了形狀記憶合金在不同溫度下的張拉，尤其是可以解決形狀記憶合金需要低溫環(huán)境下張拉的問題。通過調(diào)整本發(fā)明的參數(shù)，可以滿足不同長度形狀記憶合金的張拉，方便地應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)研究與實(shí)際工程中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于張拉裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種形狀記憶合金的低溫冷拉裝置。

背景技術(shù)

形狀記憶合金SMA(Shape Memory Alloy，縮寫為SMA)具有獨(dú)特的形狀記憶效應(yīng)，即SMA在一定條件下進(jìn)行拉伸預(yù)應(yīng)變，當(dāng)SMA變形回復(fù)過程中受到限制時，會產(chǎn)生較大的回復(fù)力(420MPa左右)。其中NiTiNb-SMA張拉時，需要適宜的張拉環(huán)境溫度(低于-60℃)，才可以產(chǎn)生較大的回復(fù)率，獲得較大的永久回復(fù)力。NiTiNb-SMA預(yù)應(yīng)變過程中，要保證SMA拉伸溫度恒定，控制張拉速率及SMA的應(yīng)變量。目前，預(yù)應(yīng)力的張拉設(shè)備為非封閉環(huán)境，張拉過程中，其不具備提供低溫環(huán)境的條件，且張拉設(shè)備主要應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力鋼筋及鋼絞線。SMA的實(shí)驗(yàn)研究中，采用配有低溫環(huán)境箱的MTS液壓伺服機(jī)對SMA進(jìn)行低溫張拉，但是SMA的張拉長度會受到很大限制(一般小于0.5m)，這種張拉方式不適用于施工現(xiàn)場。因而，發(fā)明出一種安裝便捷、使用簡單、適合不同張拉長度的低溫張拉裝置對SMA的研究及應(yīng)用非常迫切和重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在可以實(shí)現(xiàn)對SMA的低溫張拉，提供一種形狀記憶合金的低溫冷拉裝置。本發(fā)明的裝置旨在結(jié)構(gòu)簡單、成本低，同時可以方便快捷地控制SMA的張拉速率，測量SMA的張拉力，實(shí)時監(jiān)測張拉設(shè)備中的溫度及張拉長度。為形狀記憶合金的研究提供專門的設(shè)備。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種形狀記憶合金的低溫冷拉裝置，包括溫降設(shè)備、張拉設(shè)備和傳感器及數(shù)據(jù)采集設(shè)備；

所述的溫降設(shè)備，包括低溫筒1、氣體擴(kuò)散管5和壓力泵30；所述的低溫筒1為兩端開口的圓柱形腔筒，氣體擴(kuò)散管5安裝在低溫筒1的內(nèi)部，并通過支架8進(jìn)行固定；低溫筒1的外壁包裹保溫層aH1，低溫筒1的側(cè)壁設(shè)有液氮進(jìn)口2和溫度傳感器放置口3，液氮進(jìn)口2與氣體擴(kuò)散管5相連通，壓力泵30通過液氮輸入管31通入至液氮進(jìn)口2，壓力泵30與液氮罐連接，通過壓力泵30的開閉，控制液氮的泵送量，進(jìn)而使低溫筒1內(nèi)部溫度控制在誤差范圍內(nèi)；傳感器及采集設(shè)備的溫度傳感器29過溫度傳感器放置口3固定在低溫筒1的軸線處；低溫筒1的一端設(shè)有凹槽，凹槽中設(shè)有保溫層bH2，保溫層bH2外設(shè)有限位擋板4，限位擋板4外設(shè)有壓力傳感器28，壓力傳感器28的外側(cè)與組合式錨具C1連接；低溫筒1的另一端為滑孔9，與活塞式錨具C2配合密封；滑孔9的內(nèi)側(cè)設(shè)有保溫層cH3，保溫層cH3外放置活塞式錨具C2；滑孔9外為低溫筒凸槽22，與撐腳20的凹槽相配合；所述的氣體擴(kuò)散管5，兩端封閉，其一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口6，與液氮進(jìn)口2相對應(yīng)，對側(cè)對稱設(shè)有多個氣體擴(kuò)散孔7，通過氣體擴(kuò)散孔7對進(jìn)入低溫筒1的液氮進(jìn)行分散，實(shí)現(xiàn)低溫筒1的內(nèi)部溫度的均勻；所述的限位擋板4、保溫層bH2、保溫層cH3、組合式錨具C1和活塞式錨具C2的中心留有過束孔17，用于穿過SMA；

所述的張拉設(shè)備，包括撐腳20、千斤頂裝置21、組合式錨具C1和活塞式錨具C2；組合式錨具C1和活塞式錨具C2分別用來錨固SMA的兩端；

所述的千斤頂裝置21，包括千斤頂殼體和穿心式千斤頂拉桿26，千斤頂殼體的一端設(shè)有千斤頂凸槽23；所述的撐腳20為空心殼體，兩端設(shè)有凹槽；所述的低溫筒1、撐腳20和千斤頂裝置21順次連接，通過凹凸槽相互扣合成為同軸的整體，確保SMA的張拉對心；所述的穿心式千斤頂拉桿26通過撐腳20端部的凹槽插入撐腳20的內(nèi)部，通過螺帽24與活塞式錨具C2的錨杯連接桿25相連，穿心式千斤頂拉桿26的另一端安裝有位移傳感器27；