[發明專利]一種熱環境雙向加載試驗設備和試驗方法

有效

• 申請號: 201811038464.6
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109163982B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 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

1.一種熱環境雙向加載試驗設備，其特征在于，用于對十字形試件進行光學散斑應變測量，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光學測量支架；

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，所述加熱爐的頂壁設置有觀察窗；

四個拉伸裝置，分別設置在四個側支架上，所述拉伸裝置包括拉伸桿、夾頭、測力傳感器以及直線驅動機構，其中，所述拉伸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，所述拉伸桿的一端設置有用于夾持所述試件的一個臂的夾頭，所述拉伸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，所述直線驅動機構連接至所述拉伸桿，以驅動所述拉伸桿直線運動，所述測力傳感器設置于所述拉伸桿上，用于測量所述拉伸桿向所述試件施加的拉力，四個拉伸桿的直線運動路徑以所述加熱爐為中心，呈十字形分布；

光源，其通過所述光學測量支架設置于所述觀察窗的上方，用于對所述加熱爐的內部提供照明；

攝像頭，其通過所述光學測量支架設置于所述觀察窗的上方，用于采集位于所述加熱爐內的試件中心區域的圖像；

所述夾頭包括夾持部以及設置于所述夾持部頂部的配重塊，以使所述夾頭的重心保持在所述拉伸桿的上方；所述夾頭的頂部設置有吊鉤；所述夾持部的下部形成有由一橫向部分和縱向部分連通而成的T形卡槽，且所述縱向部分的側向開口形成在所述夾持部的與所述拉伸桿相近的一個側面，所述T形卡槽的底面開口形成在所述夾持部的底面，所述拉伸桿的一端呈T形，所述拉伸桿的一端經由所述底面開口以及所述側向開口進入所述T形卡槽，卡制于所述T形卡槽內。

2.如權利要求1所述的熱環境雙向加載試驗設備，其特征在于，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，其連接至四個直線驅動機構，用于控制四個直線驅動機構工作；

數據處理系統，其連接至所述溫度控制系統、所述直線驅動機構控制系統以及四個測力傳感器，用于根據所述溫度控制系統的溫度信號向所述直線驅動機構控制系統輸出控制信號，以使所述四個直線驅動機構驅動四個拉伸桿向遠離所述加熱爐的方向做直線運動，以對所述試件進行拉伸，以及用于根據所述試件中心區域的圖像和每個測力傳感器測量到的相應拉伸桿的拉力值進行所述試件的應力應變分析。

3.如權利要求2所述的熱環境雙向加載試驗設備，其特征在于，

所述拉伸裝置還包括位移傳感器，所述位移傳感器設置于所述拉伸桿的直線運動路徑上，用于測量所述拉伸桿的直線運動距離；

所述數據處理系統用于接收為每個直線驅動機構預先設定的一個目標位移值，以及用于根據每個位移傳感器實時測量的相應拉伸桿的直線運動距離向所述直線驅動機構控制系統輸出控制信號，以使所述四個直線驅動機構同時且持續地驅動四個拉伸桿向遠離所述加熱爐的方向做直線運動，直至每個位移傳感器實時測量的相應拉伸桿的直線運動距離達到相應的目標位移值。

4.如權利要求3所述的熱環境雙向加載試驗設備，其特征在于，所述直線驅動機構為液壓缸，所述直線驅動機構控制系統為液壓控制系統。

5.如權利要求1所述的熱環境雙向加載試驗設備，其特征在于，所述光學測量支架包括固定架和升降架，其中，所述固定架設置于所述工作臺上，所述升降架以可升降的方式設置于所述固定架的上部，并受到所述固定架的支撐，位于所述加熱爐的上方，所述升降架包括橫梁，可滑動地設置在所述橫梁上的滑動座以及設置在所述橫梁的固定座，所述光源安裝于所述滑動座上，所述攝像頭安裝在所述固定座上，一升降驅動機構設置于所述固定架，所述升降驅動機構連接至所述升降架，以驅動所述升降架升降，從而調節所述光源和所述攝像頭的高度；所述加熱爐的頂壁開設一開口，所述觀察窗可拆卸地設置于所述開口上。