[發明專利]一種基于電解制孔的殘余應力測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202010624651.3
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111637996A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 尚曉峰;董嘉智;尚進;張鵬;劉大力
• 申請（專利權）人: 吉林中科博能科技有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01L1/22
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 王瑩

1.基于電解制孔的殘余應力測試裝置，其特征在于，包括：控制系統(1)、電阻應變片(2)、試件夾具(4)、電解液(5)、水泵(6)、系統容器(7)、陰極工具(8)、直流電源(9)、絲杠螺母傳動副(10)和步進電機(11)；

所述電阻應變片(2)為N個，且N≥3，N個電阻應變片(2)均固定在被測試件(3)的上表面上；

所述試件夾具(4)用于固定被測試件(3)，被測試件(3)的應力釋放點與陰極工具(8)同軸；

所述電解液(5)承裝在系統容器(7)內；

所述陰極工具(8)為棒狀，外輪廓與待制孔的形狀尺寸相同，陰極工具(8)的內部設有輸液孔(8-1)，輸液孔(8-1)的出液端設置在陰極工具(8)的底端，輸液孔(8-1)的進液端設置在陰極工具(8)的側壁，電解液(5)經輸液孔(8-1)的進液端流入，經輸液孔(8-1)的出液端流出；

所述水泵(6)一端與電解液(5)連通，另一端與輸液孔(8-1)的進液端連通，水泵(6)將電解液(5)輸送至輸液孔(8-1)的進液端；

所述絲杠螺母傳動副(10)的頂端與步進電機(11)的底端固定連接，絲杠螺母傳動副(10)的底端與陰極工具(8)的頂端固定連接，步進電機(11)驅動絲杠螺母傳動副(10)帶動陰極工具(8)沿陰極工具(8)的軸向運動；

所述直流電源(9)的正極與被測試件(3)連接，負極與陰極夾具(8)連接；

所述控制系統(1)包括計算機(1-1)、USB多功能采集卡(1-2)、電阻全橋組(1-3)、水泵控制繼電器(1-4)、電源控制繼電器(1-5)和驅動器(1-6)；計算機(1-1)通過USB多功能采集卡(1-2)控制電阻全橋組(1-3)、水泵控制繼電器(1-4)、電源控制繼電器(1-5)和驅動器(1-6)工作；電阻全橋組(1-3)采集電阻應變片(2)的信號，并將采集的信號通過USB多功能采集卡(1-2)傳輸至計算機(1-1)；水泵控制繼電器(1-4)控制水泵(6)的啟停；電源控制繼電器(1-5)控制直流電源(9)的開關；驅動器(1-6)控制步進電機(11)運動。

2.根據權利要求1所述的基于電解制孔的殘余應力測試裝置，其特征在于，相鄰的兩個電阻應變片(2)所成的角度為120度、90度、60度或45度。

3.根據權利要求1所述的基于電解制孔的殘余應力測試裝置，其特征在于，所述N為3、4、6或8。

4.根據權利要求1所述的基于電解制孔的殘余應力測試裝置，其特征在于，所述試件夾具(4)和水泵(6)均固定在系統容器(7)內；試件夾具(4)、陰極工具(8)、系統容器(7)、絲杠螺母傳動副(10)和步進電機(11)同軸。

5.根據權利要求1所述的基于電解制孔的殘余應力測試裝置，其特征在于，所述陰極工具(8)為圓棒，材料為銅或石墨；所述電解液(5)為飽和NaCl溶液、硝酸鈉氟化鈉混合溶液、硝氯混合液或氯酸鈉溶液。

6.根據權利要求1所述的基于電解制孔的殘余應力測試裝置，其特征在于，所述輸液孔(8-1)為倒L型，長孔沿陰極工具(8)軸向設置，短孔沿陰極工具(8)徑向設置，長孔的端部為出液端，短孔的端部為進液端。

7.根據權利要求1所述的基于電解制孔的殘余應力測試裝置，其特征在于，所述電阻全橋組(1-3)將采集的信號通過USB多功能采集卡(1-2)傳輸至計算機(1-1)，并在計算機(1-1)上實時顯示。

8.根據權利要求1所述的基于電解制孔的殘余應力測試裝置，其特征在于，所述試件夾具(4)包括四根支桿(4-1)和固定在四個支桿(4-1)頂端的平臺(4-2)，平臺(4-2)上設有用于固定被測試件(3)的螺栓孔(4-3)。