本发明专利技术提供一种热力耦合作用下材料疲劳试验装置，包括用于对试样提供单轴的拉伸载荷或者压缩载荷的加载装置、用于快速加热的感应加热线圈以及用于快速冷却试样的冷却装置，加载装置包括两个夹座以及驱动两个夹座靠拢和背离的驱动机构，感应加热线圈位于两个夹座之间形成的试样加载区域内，冷却装置靠近试样加载区域，可采用风冷或水冷，两个夹座上设置有与试样对应的夹头，感应加热线圈可水平、上下和旋转调整位置。本发明专利技术对在热力耦合作用下的材料或产品疲劳寿命的考核提供了合理的考核环境，能够实现拉伸、压缩状态下的热力耦合疲劳试验，以更准确地预测材料或产品疲劳寿命。实现快速升温，缩短试验周期，提高试验效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料试验
，特别涉及一种热力耦合作用下材料疲劳试验装置。
技术介绍
材料热力耦合作用下的疲劳试验，是准确评估实际应用中材料性能或寿命的有效途径。但是目前已有的疲劳试验机只单一考虑了热负荷或机械负荷的作用，实际上很多材料或产品在实际工作中受到的是热负荷、机械负荷的综合作用，如果只单独考虑热负荷或机械负荷，将很难准确评估材料或产品的应力状态和预测材料或产品的疲劳寿命。而且现有技术中设备复杂、能耗高、升温降温周期长，导致单次试验的周期长，而通常情况下试样都要经过上千次试验，使得试样的热力耦合疲劳试验耗时较长。虽然也出现过一种热力耦合疲劳加载装置，但是其只能对试样进行加热和旋转弯曲疲劳加载。同时传统的加载夹具都比较单一，不能够适应多种试样的装夹和加载。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种低能耗、能够快速升降温和实现拉伸和压缩的热力耦合疲劳试验装置。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术技术方案如下：一种热力耦合作用下材料疲劳试验装置，包括用于对试样提供单轴的拉伸载荷或者压缩载荷的加载装置、用于快速加热的加热装置、用于快速冷却试样的冷却装置、测试装置和控制装置，所述加载装置包括两个夹座以及驱动两个夹座靠拢和背离的驱动机构，所述加热装置包括高频感应加热炉和感应线圈，所述加热装置的感应线圈位于两个夹座之间形成的试样加载区域内，所述冷却装置靠近试样加载区域。作为优选：所述加载装置还包括支撑机构、固定座、移动座和多根导向柱，所述固定座安装在支撑机构上部，移动座位于固定座上方，所述驱动机构安装在支撑机构下部，所述导向柱竖直穿过固定座，导向柱上端与移动座连接，下端与驱动机构连接，两个所述夹座正对地安装在移动座和固定座上。作为优选：所述支撑机构包括底座和设置在底座上的支撑柱，所述固定座安装在支撑柱上端；所述驱动机构上端安装有支撑板，所述导向柱下端固定在支撑板上，所述固定座上设置有与导向柱对应的导向套。作为优选：所述驱动机构为气缸或液压缸，所述冷却装置包括喷头，所述喷头通过管路与空压机或水箱连接，所述固定座上设置有集水槽，该集水槽位于试样加载区域下方，所述集水槽通过管路与水箱连接。作为优选：两个夹座分别为上夹座和下夹座，上夹座和下夹座正对，上夹座通过称重传感器安装在移动座下表面，上夹座通过螺纹安装在称重传感器下端，所述下夹座通过安装座固定在固定座上。作为优选：所述支撑板上表面与固定座下表面分别设置有一个夹座，两个夹座之间形成另一个试样加载区域，并设置有冷却装置和加热装置，固定座上方和下方的两个加载区域同时对试样进行加载。上下两个加载区域可以同时对同一试样进行拉伸和压缩的加载，节省时间。作为优选：所述夹座包括支撑块，所述支撑块上开设有用于安装夹头的第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽与第二凹槽连通，第一凹槽的宽度小于第二凹槽的宽度，使得夹头能从支撑块侧面装入，且限制其竖直方向移动。作为优选：所述夹头包括安装段和用于固定试样的装夹段，所述安装段为与第一凹槽和第二凹槽相适应阶梯轴状，装夹段上设置有用于与试样连接或配合的定位结构。作为优选：所述冷却装置包括喷头以及用于支撑喷头的旋转机构，所述旋转机构包括底板、压筒、支撑杆和弹簧，所述支撑杆下端连接有压盘，该压盘位于所述压筒内，支撑杆向上伸出压筒，所述弹簧设置在压盘与底板之间，且压筒与压盘之间设置有相配合的限位槽和凸台，所述支撑杆上端设置有喷头锁紧机构。作为优选：所述加热装置的感应加热线圈可拆卸地安装在高频感应加热炉上，所述高频感应加热炉通过水平移动机构支撑在箱体上，并能使感应加热线圈靠近或远离试样加载区域。作为优选：还包括箱体，所述水平移动机构上安装有支撑座，支撑座中部设置有支撑套，所述高频感应加热炉安装在支撑架内，支撑架下端安装有螺杆，所述螺杆穿过支撑套，螺杆上套设有螺母，螺母压在支撑套上端。如上所述，本专利技术的有益效果是：1、能够实现拉伸、压缩状态下的热力耦合疲劳试验，以更准确地预测材料或产品疲劳寿命。同时通过高频感应加热实现快速升温，缩短加热时间，使得试验周期缩短，提高试验效率。2、夹座适应性较广，通过安装不同的夹头可以适应不同的试样试验，且夹头与夹座安装拆卸方便，能保证其较高的同轴度。3、高频感应加热炉和感应加热线圈能够通过水平移动机构、螺杆、螺母等实现水平、上下移动及转动，便于调整感应加热线圈的位置，以适应试样不同位置的加热，同时便于感应加热线圈的更换。4、通过旋转机构实现喷头的转动和不同位置的停留，以便喷头的定位，避免干涉。本专利技术可在加载或不加载载荷情况下对试样进行瞬时加热冷却循环，可用于极冷极热工况下受力工件的寿命测试，能够实现拉伸、压缩状态下的热力耦合疲劳试验，对在热力耦合作用下的材料或产品疲劳寿命的考核提供了合理的考核环境，从而为材料或产品的优化设计提供依据，并为材料或产品的数值计算提供试验数据支撑，并缩短加热时间和试验周期，提高试验效率，以便能够快速判断数值结果的准确性，能够显著降低材料或产品的研发成本，提高材料或产品的研发效率，提高材料或产品的疲劳寿命。本专利技术可用于国防军工、航空航天、汽车、发电机、钢铁、热能、核动力等工业领域。附图说明图1为本专利技术实施例1的结构示意图；图2为本专利技术图1的侧视示意图；图3为本专利技术实施例1固定座、下夹座的俯视示意图；图4为本专利技术实施例1下夹座的结构示意图；图5为本专利技术实施例1夹头的结构示意图；图6为本专利技术实施例1旋转机构的结构示意图；图7为本专利技术实施例2的结构示意图。零件标号说明11柜体12液压箱13水箱14电控箱15箱体21驱动机构22支撑板23导向柱24固定座25导向套26底座27移动座31上夹座32下夹座33安装座34螺柱35称重传感器36第一凹槽37第二凹槽38集水槽39管路41高频感应加热炉42感应加热线圈43支撑架44螺杆45支撑套46螺母47支撑座48滚轮5喷头61支撑杆62压筒63压盘64弹簧65喷头锁紧机构66安装螺孔71装夹段72安装段73安装槽74固定孔具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热力耦合作用下材料疲劳试验装置，其特征在于：包括用于对试样提供单轴的拉伸载荷或者压缩载荷的加载装置、用于快速加热试样的加热装置、用于快速冷却试样的冷却装置、测试装置和控制装置，所述加载装置包括两个夹座以及驱动两个夹座靠拢和背离的驱动机构，所述加热装置位于两个夹座之间形成的试样加载区域内，所述冷却装置靠近试样加载区域。
【技术特征摘要】
1.一种热力耦合作用下材料疲劳试验装置，其特征在于：包括用于对试样提供单轴的拉伸载
荷或者压缩载荷的加载装置、用于快速加热试样的加热装置、用于快速冷却试样的冷却装
置、测试装置和控制装置，所述加载装置包括两个夹座以及驱动两个夹座靠拢和背离的驱
动机构，所述加热装置位于两个夹座之间形成的试样加载区域内，所述冷却装置靠近试样
加载区域。
2.根据权利要求1所述的一种热力耦合作用下材料疲劳试验装置，其特征在于：所述加载装
置还包括支撑机构、固定座、移动座和多根导向柱，所述固定座安装在支撑机构上部，移
动座位于固定座上方，所述驱动机构安装在支撑机构下部，所述导向柱竖直穿过固定座，
导向柱上端与移动座连接，下端与驱动机构连接，两个所述夹座正对地安装在移动座和固
定座上。
3.根据权利要求2所述的一种热力耦合作用下材料疲劳试验装置，其特征在于：所述支撑机
构包括底座和设置在底座上的支撑柱，所述固定座安装在支撑柱上端；所述驱动机构上端
安装有支撑板，所述导向柱下端固定在支撑板上，所述固定座上设置有与导向柱对应的导
向套。
4.根据权利要求2所述的一种热力耦合作用下材料疲劳试验装置，其特征在于：所述驱动机
构为气缸或液压缸，所述冷却装置包括喷头，所述喷头通过管路与空压机或水箱连接，所
述固定座上设置有集水槽，该集水槽位于试样加载区域下方，所述集水槽通过管路与水箱
连接；两个夹座分别为上夹座和下夹座，上夹座和下夹座正对，上夹座通过称重传感器安
装在移动座下表面，上夹座通过螺纹安装在称重传感器下端，所述下夹座通过安装座固定
在固定座上。
5.根据权利要求3所述的一种热力耦合作用下材料疲劳试验装置，其特征在于：所述支撑板
上表面与固定座下表面分别设置有一个夹座，两个夹座之间形成...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐远金，孙智富，孙健，
申请(专利权)人：重庆微世特机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50
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