本發(fā)明涉及材料檢測，尤其涉及材料拉伸測試裝置及測試方法。

背景技術(shù)：

1、在材料科學(xué)和工程領(lǐng)域，原位拉伸測試是一種常用的實(shí)驗(yàn)方法，用于研究材料在拉伸過程中的力學(xué)性能和行為，傳統(tǒng)的原位拉伸測試裝置通常使用機(jī)械方法來產(chǎn)生拉伸力并監(jiān)控材料的變形。但在面對復(fù)合材料、合金、陶瓷等能夠在非常溫常壓和一定應(yīng)力作用的環(huán)境下長期工作的材料時，傳統(tǒng)的原位拉伸測試裝置無法模擬復(fù)合材料、合金、陶瓷等材料的實(shí)際工作環(huán)境，進(jìn)而無法準(zhǔn)確地判斷復(fù)合材料、合金、陶瓷等材料在實(shí)際工作環(huán)境中的表現(xiàn)，為復(fù)合材料、合金、陶瓷等材料的實(shí)際應(yīng)用帶來不便和風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)中無法準(zhǔn)確地判斷復(fù)合材料、合金、陶瓷等材料在實(shí)際工作環(huán)境中的表現(xiàn)，為復(fù)合材料、合金、陶瓷等材料的實(shí)際應(yīng)用帶來不便和風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)問題，提出了一種材料拉伸測試裝置及測試方法。

2、第一方面，提供了一種材料拉伸測試裝置，所述裝置，包括：支撐組件、拉伸組件、溫變組件、密封組件、壓變組件和成像組件，通過密封組件形成的測試腔體，所述溫變組件、所述壓變組件、所述拉伸組件和所述成像組件均固定在同一支撐組件上；

3、其中，所述支撐組件包括基座、支撐底座、上支撐橫梁和支撐柱，所述支撐底座設(shè)置于所述基座上，所述支撐底座通過所述支撐柱連接所述上支撐橫梁；

4、所述拉伸組件包括電機(jī)、上移動橫梁、下移動橫梁、滾珠絲杠、上拉伸夾具、下拉伸夾具、滾珠絲母和傳送結(jié)構(gòu)，所述滾珠絲杠沿所述支撐柱設(shè)置，所述上移動橫梁通過所述滾珠絲母設(shè)置在所述滾珠絲杠靠近所述上支撐橫梁的一端，所述下移動橫梁通過另一個滾珠絲母設(shè)置在所述滾珠絲杠靠近所述支撐底座的一端，所述電機(jī)設(shè)置于所述支撐底座，所述電機(jī)的輸出端通過所述傳送結(jié)構(gòu)連接所述滾珠絲杠，以帶動所述滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，所述上移動橫梁朝向所述下移動橫梁的一面設(shè)置有所述上拉伸夾具，所述下移動橫梁朝向所述上移動橫梁的一面設(shè)置有所述下拉伸夾具；

5、所述測試腔體固定在所述上移動橫梁和所述下移動橫梁之間的支撐柱上，所述上拉伸夾具經(jīng)過所述測試腔體的上密封結(jié)構(gòu)伸入所述測試腔體內(nèi)，所述下拉伸夾具經(jīng)過所述測試腔體的下密封結(jié)構(gòu)伸入所述測試腔體內(nèi)；

6、所述溫變組件與所述測試腔體進(jìn)行熱交換，以改變所述測試腔體內(nèi)的溫度；

7、所述壓變組件與所述測試腔體的進(jìn)行氣體交換，以改變所述測試腔體內(nèi)的壓力；

8、所述成像組件包括固定支架和用于圖像采集的圖像采集裝置，所述固定支架與所述圖像采集裝置活動連接，所述固定支架固定在所述支撐底座的支撐架上，所述圖像采集裝置對準(zhǔn)所述密封組件上的觀察窗口。

9、可選地，所述拉伸組件還包括上拉伸主軸、上拉伸軸位置調(diào)整塊、下拉伸主軸和下拉伸軸位置調(diào)整塊，所述上拉伸主軸通過所述上拉伸軸位置調(diào)整塊活動連接在所述上移動橫梁，所述下拉伸主軸通過所述下拉伸軸位置調(diào)整塊活動連接在所述下移動橫梁，所述上拉伸夾具通過貫穿所述上移動橫梁的所述上拉伸主軸連接在所述上移動橫梁朝向所述下移動橫梁的一面，所述下拉伸夾具通過貫穿所述下移動橫梁的所述下拉伸主軸連接在所述下移動橫梁朝向所述上移動橫梁的一面。

10、可選地，所述拉伸組件還包括力傳感器，所述力傳感器設(shè)置于所述上拉伸主軸和所述上拉伸夾具之間。

11、可選地，所述力傳感器設(shè)置于所述測試腔體內(nèi)。

12、可選地，所述拉伸組件還包括限位塊，所述限位塊固定設(shè)置于所述下移動橫梁與所述支撐底座之間的滾珠絲杠上。

13、可選地，所述測試腔體還包括氣體保護(hù)閥和泄壓閥，所述氣體保護(hù)閥設(shè)置于所述密封組件外側(cè)壁，所述氣體保護(hù)閥用于連接所述壓變組件，通過所述氣體保護(hù)閥使得所述壓變組件與所述測試腔體的進(jìn)行氣體交換，所述泄壓閥設(shè)置于所述密封組件外側(cè)壁，所述泄壓閥用于排出所述測試腔體的氣體。

14、可選地，所述支撐組件還包括固定板，所述固定板的一端連接所述上支撐橫梁，所述固定板的另一端連接所述測試腔體。

15、可選地，所述溫變組件包括液氮管、液氮排氣管和加熱油耐壓管，所述加熱油耐壓管通過管路支撐架伸入所述測試腔體內(nèi)，所述加熱油耐壓管圍繞待測試件設(shè)置在所述測試腔體的內(nèi)側(cè)壁，所述液氮管用于將液氮輸入至設(shè)置于所述測試腔體內(nèi)的液氮排氣管。

16、可選地，所述測試腔體的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有保溫涂層。

17、另一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N材料拉伸測試方法，所述方法依靠如上述的材料拉伸測試裝置實(shí)現(xiàn)，所述方法包括：

18、獲取預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)條件，所述預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)條件包括實(shí)驗(yàn)溫度數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)壓力數(shù)據(jù)和拉伸數(shù)據(jù)；

19、通過所述材料拉伸測試裝置的溫變組件，基于所述實(shí)驗(yàn)溫度數(shù)據(jù)控制所述材料拉伸測試裝置的測試腔體內(nèi)的實(shí)際溫度，直至所述實(shí)際溫度滿足所述實(shí)驗(yàn)溫度數(shù)據(jù)；

20、通過所述材料拉伸測試裝置的壓變組件，基于所述實(shí)驗(yàn)壓力數(shù)據(jù)控制所述材料拉伸測試裝置的測試腔體內(nèi)的實(shí)際壓力，直至所述實(shí)際壓力滿足所述實(shí)驗(yàn)壓力數(shù)據(jù)；

21、通過所述材料拉伸測試裝置的拉伸組件，基于所述拉伸數(shù)據(jù)對所述測試腔體內(nèi)的待測試件進(jìn)行拉伸，并通過所述材料拉伸測試裝置的成像組件對所述待測試件進(jìn)行觀察，得到測試結(jié)果。

22、本申請通過所述溫變組件為拉伸測試的提供滿足預(yù)設(shè)溫度條件的測試溫度，通過壓變組件為拉伸測試的提供滿足預(yù)設(shè)壓力條件的測試壓力，通過拉伸組件在測試腔體內(nèi)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，而所述測試腔體內(nèi)被溫變組件和壓變組件構(gòu)建出特定的溫度環(huán)境和壓力環(huán)境，能夠模擬不同環(huán)境條件對待試件（待試材料）進(jìn)行拉伸測試，能夠提供全面且可靠的拉伸測試環(huán)境，為材料的力學(xué)行為和服役行為提供有效的測試手段，通過所述成像組件獲取拉伸測試的測試數(shù)據(jù)，實(shí)時觀察實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。

技術(shù)特征：

1.一種材料拉伸測試裝置，其特征在于，所述裝置，包括：支撐組件、拉伸組件、溫變組件、密封組件、壓變組件和成像組件，通過密封組件形成的測試腔體，所述溫變組件、所述壓變組件、所述拉伸組件和所述成像組件均固定在同一支撐組件上；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料拉伸測試裝置，其特征在于，所述拉伸組件還包括上拉伸主軸、上拉伸軸位置調(diào)整塊、下拉伸主軸和下拉伸軸位置調(diào)整塊，所述上拉伸主軸通過所述上拉伸軸位置調(diào)整塊活動連接在所述上移動橫梁，所述下拉伸主軸通過所述下拉伸軸位置調(diào)整塊活動連接在所述下移動橫梁，所述上拉伸夾具通過貫穿所述上移動橫梁的所述上拉伸主軸連接在所述上移動橫梁朝向所述下移動橫梁的一面，所述下拉伸夾具通過貫穿所述下移動橫梁的所述下拉伸主軸連接在所述下移動橫梁朝向所述上移動橫梁的一面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料拉伸測試裝置，其特征在于，所述拉伸組件還包括力傳感器，所述力傳感器設(shè)置于所述上拉伸主軸和所述上拉伸夾具之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的材料拉伸測試裝置，其特征在于，所述力傳感器設(shè)置于所述測試腔體內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料拉伸測試裝置，其特征在于，所述拉伸組件還包括限位塊，所述限位塊固定設(shè)置于所述下移動橫梁與所述支撐底座之間的滾珠絲杠上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料拉伸測試裝置，其特征在于，所述測試腔體還包括氣體保護(hù)閥和泄壓閥，所述氣體保護(hù)閥設(shè)置于所述密封組件外側(cè)壁，所述氣體保護(hù)閥用于連接所述壓變組件，通過所述氣體保護(hù)閥使得所述壓變組件與所述測試腔體的進(jìn)行氣體交換，所述泄壓閥設(shè)置于所述密封組件外側(cè)壁，所述泄壓閥用于排出所述測試腔體的氣體。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料拉伸測試裝置，其特征在于，所述支撐組件還包括固定板，所述固定板的一端連接所述上支撐橫梁，所述固定板的另一端連接所述測試腔體。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料拉伸測試裝置，其特征在于，所述溫變組件包括液氮管、液氮排氣管和加熱油耐壓管，所述加熱油耐壓管通過管路支撐架伸入所述測試腔體內(nèi)，所述加熱油耐壓管圍繞待測試件設(shè)置在所述測試腔體的內(nèi)側(cè)壁，所述液氮管用于將液氮輸入至設(shè)置于所述測試腔體內(nèi)的液氮排氣管。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料拉伸測試裝置，其特征在于，所述密封組件的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有保溫涂層。

10.一種材料拉伸測試方法，所述方法依靠如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的材料拉伸測試裝置實(shí)現(xiàn)，其特征在于，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請揭示了一種材料拉伸測試裝置及測試方法，所述裝置，包括：支撐組件、拉伸組件、溫變組件、密封組件、壓變組件和成像組件，通過密封組件形成的測試腔體，所述支撐組件用于為拉伸組件、溫變組件、測試腔體、壓變組件和成像組件提供支撐，所述拉伸組件用于為拉伸測試提供動力，所述測試腔體為拉伸測試提供密閉環(huán)境，所述溫變組件用于為拉伸測試的提供滿足預(yù)設(shè)溫度條件的測試溫度，所述壓變組件用于為拉伸測試的提供滿足預(yù)設(shè)壓力條件的測試壓力，所述成像組件用于獲取拉伸測試的測試數(shù)據(jù)。能夠模擬不同環(huán)境條件對待試件（待試材料）進(jìn)行拉伸測試，能夠提供全面且可靠的拉伸測試環(huán)境，為材料的力學(xué)行為和服役行為提供有效的測試手段。

技術(shù)研發(fā)人員：王學(xué)仁,郝輝,王哲君,李劍,付瀟,劉新國,裴書帝,王賀,翟彬,張巍耀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國人民解放軍火箭軍工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9