超高温原位双轴拉伸压缩疲劳测试平台制造技术

本发明专利技术涉及一种超高温原位双轴拉伸压缩疲劳测试平台，属于材料力学性能测试领域。双轴加载单元由四个电动缸实现双轴四个方向同步或异步驱动，完成复杂载荷应力作用下试验材料力学性能测试；超高温环境加载单元包括对开式中频感应高温炉、真空密封腔、水冷系统、真空控制系统等组成；信号检测控制单元包括力传感器、位移传感器、双比色红外测温仪、数字散斑、高速相机等。优点在于：结构新颖，可精确实现直线高频加载，载荷范围大，精确控温、可实时原位观测。为材料超高温力学行为和服役提供了有效的测试有手段。

Ultra high temperature in-situ biaxial compression fatigue testing platform

The invention relates to a super high temperature in-situ biaxial tensile compression fatigue testing platform, which belongs to the field of material mechanical properties testing. Biaxial loading unit is composed of four electric cylinder to achieve four biaxial direction synchronous or asynchronous drive, complex load should be mechanical test material properties test force; high temperature loading unit comprises a split induction high-temperature furnace, vacuum sealed cavity, water cooling system, vacuum control system etc.; the control unit comprises a force sensor signal detection, displacement sensor, double color infrared thermometer, digital speckle, high-speed camera etc.. It has the advantages of novel structure, high frequency load, large load range, accurate temperature control and real-time in-situ observation. It provides an effective measure for the mechanical behavior and service of materials at ultra high temperature.

【技术实现步骤摘要】
超高温原位双轴拉伸压缩疲劳测试平台
本专利技术涉及材料原位力学性能测试领域，特别涉及一种耐高温材料在超高温环境复杂载荷作用材料力学性能参数测试方法与装置，尤指一种超高温原位双轴拉伸压缩疲劳测试平台。
技术介绍
随着我国科学技术的迅速发展，材料的性能要求越来越苛刻，尤其在航空航天、国防安全、核能等领域，如航天器返回舱、航天飞机高压喷管、高超音速导弹天线罩等需承受2000℃以上的超高温环境，这就要求上述零部件材料具有足够的耐高温性能。传统的材料已不能满足需求，防热复合材料、高温陶瓷等耐高温材料应运而生，其具有轻质、耐高温、隔热、强度高、抗疲劳等特殊性能，是热防护系统设计的关键性材料，被广泛应用制成各种超高速飞行装置和导弹的发动机喉管喉衬、隔热环、高压喷管、涡轮机引擎等功能部件。耐高温材料的力学性能参数(诸如弹性模量、硬度、极限强度等)会随着温度的改变发生非线性变化，世界各国对用于防热保护的耐高温材料的研究极度重视。早在上世纪九十年代，美国、俄罗斯、日本、法国等国就把复合材料的研究列入先进材料研究计划，许多国家都建立了相关超高温研究机构，对材料在超高温环境下的力学性能进行系统的研究。耐高温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高温原位双轴拉伸压缩疲劳测试平台，其特征在于：包括双轴载荷加载单元、超高温环境加载单元、信号检测控制单元，所述双轴载荷加载单元是：电动缸（2）通过电动缸前法兰（16）、法兰连接架（3）固定安装在平台支撑块（15）上，电动缸输出轴与一级力传感器（32）、二级力传感器（33）螺纹连接，二级力传感器（33）与夹具体之间装有隔热板（25），并通过螺栓连接起来，构成载荷驱动模块；平面相对四个方向布置的四个载荷驱动模块和十字形试件（46）装配组成双轴载荷加载单元；所述超高温环境加载单元包括对开式中频感应加热炉和真空密封腔两部分，所述对开式中频感应加热炉通过前感应线圈固定立条（20‑1）、后感应线圈固...

【技术特征摘要】
1.一种超高温原位双轴拉伸压缩疲劳测试平台，其特征在于：包括双轴载荷加载单元、超高温环境加载单元、信号检测控制单元，所述双轴载荷加载单元是：电动缸（2）通过电动缸前法兰（16）、法兰连接架（3）固定安装在平台支撑块（15）上，电动缸输出轴与一级力传感器（32）、二级力传感器（33）螺纹连接，二级力传感器（33）与夹具体之间装有隔热板（25），并通过螺栓连接起来，构成载荷驱动模块；平面相对四个方向布置的四个载荷驱动模块和十字形试件（46）装配组成双轴载荷加载单元；所述超高温环境加载单元包括对开式中频感应加热炉和真空密封腔两部分，所述对开式中频感应加热炉通过前感应线圈固定立条（20-1）、后感应线圈固定立条（20-2）固定在真空密封腔的前屏蔽层（35-1）、后屏蔽层（35-2）内壁上，通过前感应线圈（7-1）、后感应线圈（7-2）对十字形试件（46）中心部分在真空环境或惰性气体环境下进行超高温加热。2.根据权利要求1所述的超高温原位双轴拉伸压缩疲劳测试平台，其特征在于：所述的电动缸（2）的输出端为螺纹孔结构，与一级力传感器（32）、二级力传感器（33）螺纹连接，一级力传感器（32）上设置传感器支撑套筒（24），夹具水冷杆（31）与隔热板（25）、二级力传感器（33）通过法兰连接，夹具水冷套筒（30）通过螺栓固定在夹具水冷杆（31）上，两者之间存在冷却水循环线路，在夹具水冷套筒（30）上的夹具冷却进水口（26）和夹具冷却出水口（27）连接冷却水循环系统，对夹具体进行冷却；夹具水冷杆（31）端部安装下夹具（29）和上夹具（28），通过上夹具（28）的拆装实现对十字形试件（46）的装夹。3.根据权利要求1所述的超高温原位双轴拉伸压缩疲劳测试平台，其特征在于：所述的对开式中频感应加热炉是：前、后感应线圈（7-1、7-2）分别嵌套在前、后陶瓷绝缘层（21-1、21-2）外部，在前、后感应线圈（7-1、7-2）内部分别设置前、后石墨坩埚（23-1、23-2），前、后石墨坩埚（23-1、23-2）外部嵌套前、后保温石墨毡（22-1、22-2）。4.根据权利要求1或3所述的超高温原位双...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏伟，谢英杰，张建海，王云艺，国磊，赵丹，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22