一種高溫真空可充氣環(huán)境下蠕變疲勞實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料蠕變疲勞實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫真空可充氣環(huán)境下蠕變疲勞實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]航天飛行器在其運(yùn)行過程中，部分零件處于高溫真空環(huán)境中，需對相應(yīng)材料高溫真空環(huán)境下的安全性能進(jìn)行測試與研究以保證其可靠性；在研究高溫單因素對材料蠕變、疲勞等力學(xué)性能的影響時(shí)，為排除氣氛環(huán)境對測試結(jié)果的影響，如高溫時(shí)大氣對試樣的氧化作用，需要進(jìn)行真空環(huán)境試驗(yàn)；而對于服役環(huán)境具有某種氣體介質(zhì)的金屬又需要在充有相應(yīng)氣體的環(huán)境下進(jìn)行力學(xué)性能測試。為此，需要一種在高溫真空或充氣環(huán)境下進(jìn)行材料力學(xué)性能測試的試驗(yàn)裝置，為相關(guān)材料力學(xué)性能測試與失效機(jī)理研究提供工具，從而為相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)與安全維護(hù)提供數(shù)據(jù)與理論支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種運(yùn)行穩(wěn)定，可實(shí)驗(yàn)工況更加全面、檢測結(jié)果可靠有效的高溫真空可充氣環(huán)境下蠕變疲勞實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置為金屬材料在復(fù)雜應(yīng)力以及高溫真空或充氣環(huán)境下測試構(gòu)建了完善的硬件平臺，從而可準(zhǔn)確檢測待測試樣在其服役環(huán)境下的各項(xiàng)材料性能和研究其材料失效機(jī)理。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0005]一種高溫真空可充氣環(huán)境下蠕變疲勞實(shí)驗(yàn)裝置，包括供給試樣進(jìn)行蠕變疲勞試驗(yàn)的真空容器，所述真空容器設(shè)為中空管腔構(gòu)造，該裝置還包括用于加熱試樣的感應(yīng)加熱組件；所述真空容器的外周圍還設(shè)有加載框架，加載框架上設(shè)有用于穿過真空容器并與試樣固定聯(lián)接的上拉桿、下拉桿，加載框架的位于下拉桿的下側(cè)還固設(shè)有加載傳動組件；所述真空容器還分別與抽真空組件以及充氣組件相聯(lián)接；所述真空容器內(nèi)設(shè)有用于監(jiān)控試樣溫度的熱電偶組件以及測試試樣變形程度的試樣變形測量組件；本裝置中還設(shè)有控制柜，各組件均與控制柜電連接。
[0006]優(yōu)選的，所述上拉桿、下拉桿的桿身上分別同軸套設(shè)有上環(huán)蓋、下環(huán)蓋，所述上環(huán)蓋、下環(huán)蓋與真空容器的相應(yīng)管口處固定且密封聯(lián)接，且上環(huán)蓋、下環(huán)蓋的遠(yuǎn)離真空容器的一側(cè)均與可軸向伸縮的波紋管密封銜接，兩個(gè)波紋管分別與上拉桿、下拉桿的桿身同軸設(shè)置，且波紋管的管端部分別與上拉桿、下拉桿的桿身密封聯(lián)接；所述上環(huán)蓋、波紋管、真空容器以及下環(huán)蓋所共同圍合而成的內(nèi)腔構(gòu)成密封包覆式實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
[0007]優(yōu)選的，該裝置在加載框架上還設(shè)有用于監(jiān)控試樣受力載荷的載荷傳感器，所述載荷傳感器與控制柜電連接。
[0008]優(yōu)選的，所述真空容器通過支架固定在加載傳動組件上。
[0009]優(yōu)選的，所述真空容器上還連接有真空度監(jiān)測組件，所述真空度監(jiān)測組件與控制柜電連接。
[0010]優(yōu)選的，所述感應(yīng)加熱組件包括感應(yīng)加熱線圈，所述感應(yīng)加熱線圈均勻纏繞于試樣周側(cè)，并與試樣同軸設(shè)置。
[0011]進(jìn)一步的，所述感應(yīng)加熱線圈與試樣之間的橫向間距為2cm?6cm。
[0012]優(yōu)選的，所述變形測量組件包括引伸計(jì)，所述引伸計(jì)與感應(yīng)加熱線圈之間設(shè)有隔熱擋板，所述引伸計(jì)通過穿過隔熱擋板的引伸桿與試樣相連。
[0013]進(jìn)一步的，該裝置還包括水冷組件；所述隔熱擋板設(shè)為可供水流過的空心板，隔熱擋板通過穿過相應(yīng)管口的支管與水冷組件相連而構(gòu)成循環(huán)冷卻水路。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:
[0015]1)、本發(fā)明通過在真空容器外周圍設(shè)加載框架，在加載框架上設(shè)用于穿過真空容器固定試樣的上、下拉桿，加載框架位于下拉桿的下側(cè)，另固設(shè)有加載傳動組件，構(gòu)成對待測試樣在高溫真空下或者充氣狀態(tài)下蠕變疲勞過程中軸向伸縮的配合；上、下拉桿的桿身同軸固設(shè)有與真空容器固定且密封聯(lián)接的上、下環(huán)蓋，上、下環(huán)蓋同軸密封并銜接設(shè)置有可軸向伸縮的波紋管，波紋管的遠(yuǎn)離真空容器的端口與上、下拉桿的桿身密封聯(lián)接，從而上環(huán)蓋、波紋管、真空容器以及下環(huán)蓋所共同圍合而成的內(nèi)腔構(gòu)成了密封包覆式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在該實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，通過變形測量組件中與試樣相連的引伸計(jì)，可以反應(yīng)出試樣的變形度。
[0016]綜上所述，本發(fā)明為金屬材料在復(fù)雜應(yīng)力以及高溫真空或充氣環(huán)境下測試構(gòu)建了完善的硬件平臺，從而可準(zhǔn)確檢測待測試樣在其不同服役環(huán)境下的各項(xiàng)材料性能，并為研究其材料失效機(jī)理提供了有效的保證。
[0017]2)、本發(fā)明中采用了與控制柜電連接的多種組件，通過控制柜可以準(zhǔn)確有效地反應(yīng)出實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)并發(fā)出及時(shí)有效的指令；進(jìn)一步保證了本裝置檢測結(jié)果的可靠有效性。
[0018]3)、本發(fā)明通過設(shè)置波紋管而有效地實(shí)現(xiàn)大行程動密封，保證了本裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，從而提高了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。
[0019]4)、本發(fā)明中變形測量組件的引伸計(jì)設(shè)置于真空容器內(nèi)，并用隔熱擋板將引伸計(jì)與試樣-感應(yīng)加熱線圈隔開，不但有效地阻止了感應(yīng)加熱線圈所產(chǎn)生的高溫對引伸計(jì)的熱損害，而且也確保了引伸計(jì)的測量結(jié)果的精確性。
[0020]5)、本發(fā)明將隔熱擋板設(shè)置為空心狀，空心狀的隔熱擋板通過支管與水冷組件相連而構(gòu)成循環(huán)冷卻水路，通過循環(huán)冷卻水流經(jīng)真空容器及隔熱擋板來分隔試樣檢驗(yàn)環(huán)境和引伸計(jì)工作環(huán)境，即本發(fā)明不但保證了試樣能夠在其設(shè)定服役環(huán)境下進(jìn)行各項(xiàng)材料性能的檢測，而且在空心狀的隔熱擋板與相對應(yīng)的真空容器的內(nèi)壁之間創(chuàng)造了一個(gè)適于引伸計(jì)工作的小環(huán)境，進(jìn)一步保障了引伸計(jì)能夠持續(xù)穩(wěn)定可靠的工作，也大大延長了引伸計(jì)的使用壽命ο
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡示圖。
[0022]圖2為本發(fā)明真空容器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中標(biāo)注符號的含義如下:
[0024]1-真空容器2-感應(yīng)加熱組件20-感應(yīng)加熱線圈3-加載框架
[0025]30-上拉桿 31-下拉桿32-上環(huán)蓋33-下環(huán)蓋 34-波紋管
[0026]35-載荷傳感器 4-加載傳動組件 5-抽真空組件 6_充氣組件
[0027]7-熱電偶組件 8-變形測量組件 80-引伸計(jì)81-引身?xiàng)U
[0028]82-隔熱擋板 9-控制柜10-支架11-水冷組件
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030]一種高溫真空可充氣環(huán)境下蠕變疲勞實(shí)驗(yàn)裝置，包括供給試樣進(jìn)行蠕變疲勞試驗(yàn)的真空容器，所述真空容器1設(shè)為中空管腔構(gòu)造，該裝置還包括用于加熱試樣的感應(yīng)加熱組件2 ;所述真空容器1外周圍還設(shè)有加載框架3，加載框架3上設(shè)有用于穿過真空容器1固定試樣的上拉桿30、下拉桿31，加載框架3位于下拉桿31的下側(cè)還固設(shè)有加載傳動組件4 ;所述真空容器1上相應(yīng)管口處連接有抽真空組件5、以及充氣組件6 ;所述真空容器1內(nèi)設(shè)有監(jiān)控試樣溫度的熱電偶組件7、以及測試試樣變形度的試樣變形測量組件8 ;該裝置還設(shè)有控制柜9，各組件均與控制柜9電連接，控制柜9的終端連接有計(jì)算機(jī)。所述真空容器1通過支架10固定在加載傳動組件4上。
[0031]所述上拉桿30、下拉桿31的桿身同軸套設(shè)有上環(huán)蓋32、下環(huán)蓋33，所述上環(huán)蓋32、下環(huán)蓋33與真空容器1的相應(yīng)管口處固定且密封聯(lián)接，上環(huán)蓋32、下環(huán)蓋33還分別與可軸向伸縮的波紋管