[發明專利]一種用于測試材料高溫蠕變性能的試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202210758321.2
• 申請日: 2022-06-29
• 公開（公告）號: CN115112471A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 石燕棟;孫顯俊;李文凱;曾丹;蘇旭明
• 申請（專利權）人: 浙大城市學院
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/04;G01N3/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種用于測試材料高溫蠕變性能的試驗裝置，其特征在于，所述試驗裝置包括：溫度箱(1)、試驗裝置外框架(2)、溫度控制系統(3)、加載裝置(4)、蠕變試件(5)、試件夾持系統(6)、全場應變測量系統(7)和三軸移動平臺(8)；

所述溫度箱(1)固定于試驗裝置外框架(2)的基礎底座上(21)，用于保持溫度箱內部溫度恒定；

所述溫度控制系統(3)設置于所述溫度箱(1)內，用于控制與調節溫度箱(1)的內部溫度；

所述試件夾持系統(6)放置于所述溫度箱(1)內部，用于夾持與固定所述蠕變試件(5)；

所述蠕變試件(5)的上端與所述試件夾持系統(6)固定，下端與所述加載裝置(4)連接；

所述全場應變測量系統(7)用于精確測量所述蠕變試件(5)在標距段的全場應變及其隨時間的變化；

所述三軸移動平臺(8)固定于所述試驗裝置外框架(2)上，用于實現所述全場應變測量系統(7)在三個方向上的自由移動以及所述全場應變測量系統(7)與所述蠕變試件(5)的對焦。

2.根據權利要求1所述的一種測試材料高溫蠕變性能的試驗裝置，其特征在于，所述溫度箱(1)上還開有玻璃視窗(11)用于進行無接觸應變測量，所述玻璃視窗(11)的尺寸與位置應確保蠕變試驗過程中所有蠕變試件(5)均在所述全場應變測量系統(7)的視場內。

3.根據權利要求1所述的一種測試材料高溫蠕變性能的試驗裝置，其特征在于，所述試件夾持系統(6)還包含了支架(61)和夾具系統(62)；所述夾具系統(62)包含兩個相對設置的用于夾持蠕變試件(5)的“L”形夾件(621)；所述兩個“L”形夾件(621)上對應開有若干個固定孔，所述蠕變試件(5)的上端開有一固定孔；將若干個蠕變試件(5)對應放置于兩個“L”形夾件(621)的中間，通過緊固件(622)穿過固定孔進行固定；所述兩個“L”形夾件(621)的底部固定于支架(61)上。

4.根據權利要求1所述的一種測試材料高溫蠕變性能的試驗裝置，其特征在于，所述蠕變試件(5)在標距段噴涂有散斑。

5.根據權利要求1所述的一種測試材料高溫蠕變性能的試驗裝置，其特征在于，所述全場應變測量系統(7)包括依次耦合的數碼相機(71)、數據收集處理器(72)和數據顯示器(73)，所述數碼相機(71)固定于所述三軸移動平臺(8)上。

6.一種材料高溫蠕變性能的試驗和分析方法，應用于權利要求1-5任一項所述的一種用于測試材料高溫蠕變性能的試驗裝置，其特征在于，包括如下步驟：

S1.制備蠕變試件(5)并在其標距段表面噴涂散斑；將若干個蠕變試件(5)與試件夾持系統(6)的夾具系統(62)固定；將試件夾持系統(6)放置于溫度箱(1)內部；

S2.通過溫度控制系統(3)將溫度箱(1)內部溫度加熱到預設溫度，并保持足夠時間，以確保溫度箱(1)內部溫度與蠕變試件(5)的溫度一致；

S3.將全場應變測量系統(7)的數碼相機(71)固定于三軸移動平臺(8)上，調節數碼相機(71)的位置和焦距，拍攝照片記錄每個蠕變試件(5)的原始尺寸；

S4.打開溫度箱(1)的箱門，通過加載裝置(4)對每個蠕變試件(5)施加不同的載荷，設置數碼相機(71)延時自動拍攝并將結果導入數據收集處理器(72)；

S5.利用數據收集處理器(72)計算蠕變試件(5)的瞬時局部應變；利用數碼相機(71)記錄的拍攝時間，計算應變隨時間的變化規律，得到材料的蠕變曲線。