[發明專利]一種材料力學性能的無損變溫測試裝備及方法

有效

• 申請號: 202110708645.0
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113281417B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 褚展鵬;陳江慧;霍福磊;劉躍明;金崇陽
• 申請（專利權）人: 臨海偉星新型建材有限公司
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01N29/06;G01N29/44;G01N29/22
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

本發明公開了一種材料力學性能的無損變溫測試裝備，包括外部信息及處理系統和一體化的密閉檢測裝置，外部信息及處理系統包括：示波器，用于顯示超聲波回波圖像，脈沖信號收發儀，用于產生電脈沖信號，超聲換能器，是用于發射超聲波和接收回波的探頭，根據示波器顯示的回波圖像，通過選取恒定穩定周期的波形，計算橫波和縱波的速度；一體化密封檢測裝置包括：外殼部分，用于固定整個測試系統和提供保溫隔熱功能，平臺部分，用于放置試樣進行測試及旋轉試樣，傳動部分，用于對所述平臺部分進行傳動。本發明還提供了一種材料力學性能的無損變溫測試方法，該方法其具有不損傷測試材料，溫度可調節，測樣可變位，可測三維力學性能等特點。

技術領域

本發明涉及材料檢測技術領域，特別涉及一種材料力學性能的無損變溫測試裝備及方法。

背景技術

目前在原材料力學性能檢測領域，檢測裝置采用機械式的夾持，引伸計等的電測方式為主，傳統的檢測裝置存在如下諸多的痛點，缺少一種新型的材料力學性能檢測裝置。

傳統檢測裝置主要以加載變形式的為主，需要對試樣進行結構性的破壞試驗方能測得數據，并且接觸式的夾具容易造成受力不均勻，夾持部位應力集中導致整體測量不可避免地產生誤差，故需要一種無損的檢測方式。

高分子材料力學性能試驗通常在常溫下進行，但在實際使用過程中，管材使用工況不僅僅限于常溫狀態，波動范圍可能非常的大。例如對于PPR管材而言，北方地區冬天的使用存在低溫脆斷的問題；對于一些復合增強管材，可存在著高溫服役的工況，加之部分高分子材料隨溫度力學性能波動性大，常溫下的力學性能檢測結果難以涵蓋整個管材使用周期的工況，故需要一種變溫的檢測裝置。

對于部分各向異性的材料，如RTP管材所需的玻璃纖維增強的復合預浸帶，其力學性能在各個方向上差異很大，因此需要確定三個主方向上的楊氏模量與泊松比等。常規的單軸試驗僅適用于同質的各向同性材料，但隨著一些增強復合管道的市場日漸擴大，也需要一種對于各向異性材料的力學性能檢測的裝置及方法。

對于常規的力學性能檢測裝置，其測量結果通常代表單個試樣的整體力學性能，但實際過程中，材料并不是連續均勻的，甚至存在著裂紋及損傷。普通測試裝置無法測量試樣內部各個部分的力學性能指標，也無法避免材料內部損傷對于檢測試驗的影響，因此需要一種可探測試樣不同位置力學性能的測試裝置。

發明內容

針對上述問題情況，本發明提供一種材料力學性能的無損變溫測試裝備及方法。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種材料力學性能的無損變溫測試裝備，包括外部信息及處理系統和一體化的密閉檢測裝置，其中外部信息及處理系統包括：示波器，用于顯示超聲波回波圖像，脈沖信號收發儀，用于產生電脈沖信號，超聲換能器，是用于發射超聲波和接收回波的探頭，包含有橫波和縱波兩種類型，根據示波器顯示的回波圖像，通過選取恒定穩定周期的波形，計算橫波和縱波的速度；所述一體化密封檢測裝置包括：外殼部分，用于固定整個測試系統和提供保溫隔熱功能，平臺部分，用于放置試樣進行測試及旋轉試樣，傳動部分，用于對所述平臺部分進行傳動，可帶動試樣實現270度旋轉。

進一步的，所述超聲換能器設置有三個，分別設置在相互垂直三個方向上，所述超聲換能器是可伸縮的。

進一步的，所述外殼部分包括下部外殼，上部外殼，把手和合金合頁，所述下部外殼和上部外殼通過合金合頁活動連接，所述上部外殼還設有可視化的中空玻璃層，方便測試中調節探頭與試樣的相對位置。

進一步的，在所述下部外殼的側壁下部設有通孔，加熱氣體可通過通孔進入到密閉檢測系統內，可通過氣體溫度調節密閉檢測系統所需溫度。