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一種測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)材料極高溫疲勞s-n曲線的試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)材料極高溫疲勞S-N曲線的試驗(yàn)系統(tǒng)，它由和疲勞試驗(yàn)機(jī)、上、下試樣夾具、冷卻機(jī)、高溫爐和試樣組成。上、下試樣夾具與試樣通過(guò)螺紋連接，能夠保證試樣均勻軸向加載；上、下試樣夾具與試驗(yàn)機(jī)連接；冷卻機(jī)通過(guò)進(jìn)、出水管與上、下試樣夾具相連；安裝在疲勞試驗(yàn)機(jī)上的高溫爐移至相應(yīng)位置后，將試樣包在里面；以上設(shè)備和裝置集成對(duì)接后，便組成了發(fā)動(dòng)機(jī)材料極高溫環(huán)境下的疲勞試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，用于極高溫環(huán)境下發(fā)動(dòng)機(jī)材料疲勞S-N測(cè)試，測(cè)試結(jié)果對(duì)于結(jié)構(gòu)疲勞壽命評(píng)定具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】一種測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)材料極高溫疲勞S-N曲線的試驗(yàn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)材料極高溫疲勞S-N曲線的試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于試驗(yàn)測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]工程材料與結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中，都承受著交變載荷，會(huì)發(fā)生疲勞破壞，為保障其安全性，需要測(cè)試其疲勞性能，經(jīng)多年技術(shù)發(fā)展，業(yè)已形成完善的疲勞性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)；但是，航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料常常在極高溫環(huán)境下服役使用，因此，必須測(cè)定其極高溫環(huán)境下的疲勞S-N曲線，用于評(píng)估疲勞壽命。目前，國(guó)內(nèi)外的材料高溫疲勞性能測(cè)試，主要是針對(duì)350°?650°C高溫的蠕變性能和低周疲勞性能的測(cè)試，而對(duì)于在1000°C以上的極高溫環(huán)境，尚缺乏有效的測(cè)試中、長(zhǎng)壽命疲勞性能的試驗(yàn)系統(tǒng)。為此，本發(fā)明將常規(guī)疲勞試驗(yàn)機(jī)、試樣夾具、冷卻機(jī)、高溫爐和試樣集成為極高溫環(huán)境下的疲勞S-N曲線測(cè)試系統(tǒng)，用于測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)材料極高溫環(huán)境下中、長(zhǎng)壽命疲勞S-N曲線，測(cè)試結(jié)果對(duì)于結(jié)構(gòu)疲勞壽命評(píng)定具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]1、目的:本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)材料極高溫S-N曲線的疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，以用于測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)材料在極高溫環(huán)境下的疲勞S-N曲線。
[0004]2、技術(shù)方案:本發(fā)明一種測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)材料極高溫疲勞S-N曲線的試驗(yàn)系統(tǒng)，由疲勞試驗(yàn)機(jī)、上、下試樣夾具、冷卻機(jī)、高溫爐和試樣組成。它們之間的位置連接關(guān)系如下:試樣夾具安裝在疲勞試驗(yàn)機(jī)上，冷卻機(jī)通過(guò)進(jìn)、出水管與上、下試樣夾具相連，試樣安裝在上、下試樣夾具中；高溫爐將試樣包在里面。其中，疲勞試驗(yàn)機(jī)、上、下試樣夾具、冷卻機(jī)和試樣按串聯(lián)順序連接在一起:
[0005]疲勞試驗(yàn)機(jī)一上試樣夾具一冷卻機(jī)一試樣一下試樣夾具一冷卻機(jī)一疲勞試驗(yàn)機(jī)
[0006]所述的疲勞試驗(yàn)機(jī)為常規(guī)用高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)，用以對(duì)試樣施加交變疲勞載荷，疲勞試驗(yàn)機(jī)的載荷范圍需大于試樣的試驗(yàn)載荷，可以是常規(guī)的MTS、INSTR0N等疲勞試驗(yàn)機(jī)或者自制疲勞試驗(yàn)機(jī)。
[0007]所述的試樣為各種不同材料和類型的棒材疲勞試樣，該試樣為啞鈴狀圓棒，兩端有螺紋，試樣兩端的螺紋能夠與試樣夾具的螺紋配合在一起，并施加交變疲勞載荷。試樣的尺寸和形狀可以參照《金屬軸向疲勞試驗(yàn)方法》(GB3075-82)中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0008]所述的試樣夾具是由帶外螺紋的圓柱與帶內(nèi)螺紋的柱體組合成一體，用以安裝夾持試樣，有兩個(gè)冷卻孔，用于安裝冷卻水管，需根據(jù)試樣夾持端的形狀和尺寸設(shè)計(jì)和制造，能夠?qū)⒃嚇永喂虋A持并施加交變疲勞載荷。
[0009]所述的冷卻機(jī)通過(guò)進(jìn)、出水管與上下夾具相連，由水泵輸送純凈水循環(huán)，以對(duì)試樣夾具制冷。
[0010]所述的高溫爐為高溫電阻絲加熱爐，呈對(duì)開筒狀，可以利用電阻絲的加熱功能實(shí)現(xiàn)爐心的高溫環(huán)境，其溫度范圍要滿足試驗(yàn)要求。
[0011]所有裝置根據(jù)試驗(yàn)要求連接和調(diào)試完畢后，便可根據(jù)具體試驗(yàn)要求完成極高溫環(huán)境下的疲勞試驗(yàn)。該套系統(tǒng)有效解決了發(fā)動(dòng)機(jī)材料極高溫環(huán)境下的疲勞S-N曲線測(cè)試問(wèn)題。
[0012]3、優(yōu)點(diǎn)及功效:本發(fā)明的有益效果是可以完成發(fā)動(dòng)機(jī)材料在極高溫環(huán)境下的疲勞試驗(yàn)測(cè)試，而且該系統(tǒng)具有操作方便和測(cè)量精度高的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]圖1是用于極高溫疲勞試驗(yàn)的試樣示意圖。
[0015]圖2是試樣夾具示意圖。
[0016]圖3是冷卻機(jī)示意圖。
[0017]圖4是對(duì)開式高溫爐示意圖。
[0018]圖5是疲勞試驗(yàn)機(jī)示意圖。
[0019]圖6是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6中:1.疲勞試驗(yàn)機(jī),2.上、下試樣夾具,3.高溫爐,4.試樣，5.冷卻機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1至圖6說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明一種測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)材料極高溫疲勞S-N曲線的試驗(yàn)系統(tǒng)，由疲勞試驗(yàn)機(jī)1、上、下試樣夾具2、高溫爐3、試樣4和冷卻機(jī)5組成。在圖6中，上、下試樣夾具2與試樣4通過(guò)螺紋連接，能夠保證試樣4均勻軸向加載；試樣夾具2與疲勞試驗(yàn)機(jī)I連接；安裝在疲勞試驗(yàn)機(jī)I上的高溫爐3移至相應(yīng)位置后，將試樣4包在里面；冷卻機(jī)5通過(guò)進(jìn)、出水管分別與上、下試樣夾具2相連；以上設(shè)備和裝置集成對(duì)接后，便組成了發(fā)動(dòng)機(jī)材料極高溫環(huán)境下的疲勞試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。
[0022]在極高溫疲勞試驗(yàn)中，試樣4的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，必須能夠保證均勻施加軸向交變載荷，圖1具體給出了一種用于極高溫疲勞試驗(yàn)的棒材試樣，在試樣4兩端設(shè)計(jì)了螺紋，與上、下試樣夾具2的螺紋配合，能夠起到定位作用。上、下試樣夾具2的示意圖如圖2所示，有一個(gè)帶螺紋的試樣安裝孔和兩個(gè)冷卻孔，冷卻孔用于連接冷卻水管。疲勞試驗(yàn)機(jī)如圖5所示，可以使用商用的MTS、INSTR0N等疲勞試驗(yàn)機(jī)或者自制疲勞試驗(yàn)機(jī)。將試樣4與上、下試樣夾具2連接定位，并將上、下試樣夾具2與配備有高溫爐3的疲勞試驗(yàn)機(jī)I相連，再將冷卻機(jī)5上的冷卻水管與上、下試樣夾具2上的冷卻孔相連。所有裝置根據(jù)試驗(yàn)要求連接和調(diào)試完畢后，便可根據(jù)具體試驗(yàn)要求完成發(fā)動(dòng)機(jī)材料極高溫環(huán)境下的疲勞S-N曲線測(cè)試。圖3、圖4是冷卻機(jī)和開式高溫爐示意圖。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)材料極高溫疲勞S-N曲線的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:它由疲勞試驗(yàn)機(jī)、上、下試樣夾具、冷卻機(jī)、高溫爐和試樣組成；試樣夾具安裝在疲勞試驗(yàn)機(jī)上，冷卻機(jī)通過(guò)進(jìn)、出水管與試樣夾具相連，試樣安裝在試樣夾具中；高溫爐將試樣包在里面；其中，疲勞試驗(yàn)機(jī)、上、下試樣夾具、冷卻機(jī)和試樣按串聯(lián)順序連接在一起: 疲勞試驗(yàn)機(jī)一上試樣夾具一冷卻機(jī)一試樣一下試樣夾具一冷卻機(jī)一疲勞試驗(yàn)機(jī)所述的疲勞試驗(yàn)機(jī)為高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)，用以對(duì)試樣施加交變疲勞載荷，疲勞試驗(yàn)機(jī)的載荷范圍需大于試樣的試驗(yàn)載荷，是常規(guī)的疲勞試驗(yàn)機(jī)或者自制疲勞試驗(yàn)機(jī)； 所述的試樣為各種不同材料和類型的棒材疲勞試樣，該試樣為啞鈴狀圓棒，兩端有螺紋，試樣兩端的螺紋能夠與試樣夾具的螺紋配合在一起，并施加交變疲勞載荷；試樣的尺寸和形狀參照《金屬軸向疲勞試驗(yàn)方法》中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)； 所述的上、下試樣夾具是由帶外螺紋的圓柱與帶內(nèi)螺紋的柱體組合成一體，用以安裝夾持試樣，有兩個(gè)冷卻孔，用于安裝冷卻水管，需根據(jù)試樣夾持端的形狀和尺寸設(shè)計(jì)和制造，能夠?qū)⒃嚇永喂虋A持并施加交變疲勞載荷； 所述的冷卻機(jī)通過(guò)進(jìn)、出水管與上下夾具相連，由水泵輸送純凈水循環(huán)，以對(duì)試樣夾具制冷; 所述的高溫爐為高溫電阻絲加熱爐，呈對(duì)開筒狀，利用電阻絲的加熱功能實(shí)現(xiàn)爐心的高溫環(huán)境，其溫度范圍要滿足試驗(yàn)要求； 所有裝置根據(jù)試驗(yàn)要求連接和調(diào)試完畢后，便可根據(jù)具體試驗(yàn)要求完成極高溫環(huán)境下的疲勞試驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】G01N3/18GK104034599SQ201410212071
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】熊峻江, 滿孜郁, 呂志陽(yáng) 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)