[發明專利]一種熱環境回彈試驗設備和試驗方法

有效

• 申請號: 201811037560.9
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109060552B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 肖瑞;姚為;李宏偉;李保永;秦中環;劉奇;劉偉;徐凱;薛杰
• 申請（專利權）人: 北京航星機器制造有限公司
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 王衛軍

一種熱環境回彈試驗設備，用于對十字形試件進行回彈測量，包括：加熱爐，其周向側壁形成有四個壁孔，加熱爐的頂壁開設有開口；軸向加載裝置，其包括壓桿和第一直線驅動機構，壓桿的下端通過開口伸入至加熱爐的內部，第一直線驅動機構連接至壓桿的上端，以驅動壓桿升降；四個支撐定位裝置，支撐定位裝置包括支撐定位桿、夾頭以及第二直線驅動機構，支撐定位桿的一端設置有用于夾持試件的一個臂的夾頭，支撐定位桿通過壁孔伸入至加熱爐的內部，第二直線驅動機構驅動支撐定位桿直線運動，致使試件的中心區域處于壓桿的移動路徑上，可以實現對十字形試件在高溫環境下雙向回彈性能的有效測試。

技術領域

本發明涉及一種熱環境回彈試驗設備和試驗方法，尤其涉及一種基于光學散斑應變測量方法的熱環境回彈試驗設備和試驗方法，屬于材料在熱環境和復雜加載下的力學性能測試技術領域。

背景技術

現今的板料成形是經過多次軋制所得到的，這樣的生產方式導致板料通常是各向異性的。在研究高溫下各向異性板料力學性能時以往的辦法是采用不同方向上的單向拉伸試驗。但是靠單向拉伸得到的材料應力應變曲線與承受復雜載荷的實際材料性能有一定的差距。此外，板料成形很多是在高溫下進行的，而高溫下金屬材料具有明顯不同于常溫的力學性能，因此在研究板料力學性能時往往需要加上熱溫環境這一條件。在這種情況下，在復雜加載的雙向拉伸試驗機上加上熱溫環境成為該技術的關鍵點。

為了研究板料成形中容易出現的回彈缺陷，采用較多的是垂直板料平面的第三向加載壓彎的方法。該方法是通過測量板料變形時與卸載后的角度來衡量回彈量的。Panthi在研究過程中給出了研究板料變形量、厚度等參數與回彈角度之間的關系的方法。但是板料彈性變形在介質傳播中表現出縱波與橫波，也就是正交各向異性。在板料的壓力加工中這種各向異性尤其明顯，因此單一方向的壓彎回彈試驗不能完全表現出板料在實際生產中的力學性能。另外隨著熱壓力加工的普及，對于板料在熱成形過程中產生的回彈研究，則幾乎是空白。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足之處，給出了一種可準確測定材料在高溫環境下的雙向回彈性能的熱環境回彈試驗設備和試驗方法。

本發明的技術解決方案是：

一種熱環境回彈試驗設備，用于對十字形試件進行回彈測量，包括:

機架，其包括工作臺，以所述工作臺為中心、呈十字形分布的四個側支架以及軸向加載支架；

加熱爐，其設置于所述工作臺上，所述加熱爐的周向側壁形成有四個壁孔，所述加熱爐的頂壁開設有一開口；

軸向加載裝置，其包括壓桿和第一直線驅動機構，所述壓桿以可相對于所述軸向加載支架沿豎直方向升降的方式設置于所述軸向加載支架上，且所述壓桿的下端通過所述開口伸入至所述加熱爐的內部，所述第一直線驅動機構連接至所述壓桿的上端，以驅動所述壓桿升降；

四個支撐定位裝置，分別設置在四個側支架上，所述支撐定位裝置包括支撐定位桿、夾頭以及第二直線驅動機構，其中，所述支撐定位桿以可相對所述側支架做直線運動的方式設置于所述側支架，所述支撐定位桿的一端設置有用于夾持所述試件的一個臂的夾頭，所述支撐定位桿通過所述壁孔伸入至所述加熱爐的內部，從而使所述夾頭位于所述加熱爐的內部，致使所述試件受到四個夾頭的夾持而處于加熱爐內，所述第二直線驅動機構連接至所述支撐定位桿，以驅動所述支撐定位桿直線運動，致使所述試件的中心區域處于所述壓桿的移動路徑上，四個支撐定位桿的直線運動路徑以所述加熱爐為中心，呈十字形分布。

優選的是，所述的熱環境回彈試驗設備，還包括：

溫度控制系統，其連接至所述加熱爐，用于控制所述加熱爐的加熱溫度；

直線驅動機構控制系統，其連接至四個第二直線驅動機構以及所述第一直線驅動機構，用于控制四個第二直線驅動機構和所述第一直線驅動機構工作；