本发明专利技术提供一种高通量多联式压缩蠕变试验装置，包括压力加载系统及计算机系统，通过计算机系统配置以控制通过压力加载系统对多个样品同时加载恒定压力进行不同的压力测试；压力加载系统由压力形成和压力传输系统、压力控制与测量系统组成。本发明专利技术的高通量多联式压缩蠕变试验装置能够长时间施加恒定的外力、测量精度高，并且能够同时进行多组试验。
【技术实现步骤摘要】
高通量多联式压缩蠕变试验装置与压缩蠕变试验方法
本专利技术涉及材料试验设备
，具体而言涉及一种高通量多联式压缩蠕变试验装置及压缩蠕变试验方法。
技术介绍
材料长时间受到外加应力状态下会发生蠕变行为，材料长时间的蠕变行为会导致结构变形，严重会导致结构失稳，造成耐压结构体失效，发生重大事故。因此，研究材料的蠕变性能，建立起应力-时间-蠕变量的关系，对材料的综合应用有至关重要的意义。目前，由于测试材料蠕变性能的试验时间长，需要试验装置长时间保持稳定的压力，但是现有技术中对于压缩蠕变装置研究较少，为了解决蠕变试验期间压力无法保持稳定，对实验试样的变形量测量不够精确以及单次试验时间周期过长的问题，特提出此专利技术申请。
技术实现思路
针对现有技术材料压缩蠕变装置所存在的压力无法保持稳定，机械式位移计对实验试样变形量测量不够精确以及单次试验时间周期过长的问题，本专利技术的目的旨在提供一种能够长时间施加恒定的外力、测量精度高，并且能够同时进行多组试验，节约成本提高试验效率的高通量多联式压缩蠕变试验装置。为达成上述目的，本专利技术提出一种高通量多联式压缩蠕变试验装置，包括压力加载系统及计算机系统，通过计算机系统配置以控制通过压力加载系统对多个样品同时加载恒定压力进行不同的压力测试；所述压力加载系统由压力形成和压力传输系统、压力控制与测量系统组成；所述压力形成和传输系统包括储液缸、空气压缩机、液压腔、输液一号阀门、气体一号阀门、气体二号阀门、气体三号阀门、液压输出总管道、气压输出总管道、第二气压输出管道、平台基座、横梁、竖梁构成，其中：-平台基座作为底座，用于提供压力加载系统的支撑；-多个竖梁成对地竖直固定到平台基座上，竖梁的顶部设置所述的横梁；-横梁下方等间隔地固定4个级联的液压蠕变试验机构，液压蠕变试验机构的液压腔之间相互独立，并且均与液压输出总管道以及气压输出总管道连通；-空气压缩机通过气体二号阀门经第二气压输出管道与储液缸相连、并且通过气压输出总管道、气体一号阀门与液压腔相连；-储液缸通过液压输出总管道、输液一号阀门与液压腔相连；所述压力控制与测量系统由液压恒压装置、压力控制传输器、气压控制传输器(32)、液压压力传感器、液压压力变送器以及激光位移传感器组成，以此来同时控制多个液压蠕变试验机构同时对实验试施加压力，其中：-所述液压恒压装置，被设置成高通量恒压加压装置，用于根据计算机系统的配置输出不同的恒定压力，并通过压力形成和传输系统同时加载到多个液压蠕变试验机构；-所述压力控制传输器连接在液压输出总管道与多个液压蠕变试验机构的液压腔之间，用于控制液压传递；-气压控制传输器连接在气压输出总管道与多个液压蠕变试验机构的液压腔之间，用于控制气压压力传递；-液压压力传感器设置在液压恒压装置上，用于检测输出的压力；-液压压力变送器设置在计算机系统与液压恒压装置之间；-激光位移传感器设置在每个液压蠕变试验机构上，与实验试样平行放置，用以检测实验试样的垂直方向以及水平方向的变形量。进一步的，所述液压蠕变试验机构具有液压缸，液压缸包括液压腔、液压腔活塞、液压杆以及压头，液压腔经由所述液压腔活塞分为上液压腔和下液压腔，液压杆的一端与液压腔活塞固定，另一端穿过下液压腔并与压头固定，压头用于向实验试样加载压力进行测试。所述平台基座上对应于不同的液压蠕变试验机构的位置分别设置有试样垫片，实验试样放置在试样垫片上。进一步的，所述激光位移传感器设置在每个液压蠕变试验机构的液压杆上。进一步的，所述平台基座、试样垫片以及液压杆三者被设置成保持一致的水平以使得压力垂直作用于实验试样。进一步的，每个激光位移传感器均配置有一激光位移传感器数据收集器，多路激光位移传感器数据收集器汇集数据并传输至计算机系统。根据本专利技术，还提出一种压缩蠕变试验方法，包括以下步骤：在第一模式下，关闭气体一号阀门，打开输液一号阀门、气体二号阀门和气体三号阀门，开启空气压缩机，储液缸内的液体在增加的压力作用下通过压力控制传输器流向每个液压缸的上液压腔以及液压恒压装置，待液压恒压装置内充满液体时，依次关闭空气压缩机、输液一号阀门、气体二号阀门和气体三号阀门；在第二模式下，关闭气体二号阀门、气体一号阀门，打开输液一号阀门和气体三号阀门，启动液压恒压装置，通过压力控制传输器向四个液压缸的上液压腔内输入液体，压杆随活塞在液压作用下下降，通过液压恒压装置控制和压力控制传输器调节四个液压缸的上液压腔的液体压力，待压杆的下端面的压头与待测样品接触时，通过压力传感器测得液压恒压装置的初始压力，即为此时液压缸内的压力；在第三模式下，根据设定的测试压力，通过压力控制传输器逐渐向四个液压缸的上液压腔输入液体，精确控制对每个待测样品施加的液压压力，压杆随活塞在液压作用下继续下降，待测样品受到压杆下端面与垫片之间的相互挤压发生蠕变，通过压力控制传输器控制调节液压缸上液压腔的液体压力，待液压缸上液压腔的液体压力达到设定的测试压力后，停止测试；在加压过程中采集不同时刻、压力条件下材料的压缩蠕变状态，包括通过激光位移传感器测得的位移以及测试压力、测试时间；在第四模式下，关闭液压恒压装置及压力控制传输器，打开气体一号阀门和输液一号阀门，关闭气体二号和气体三号阀门，启动空气压缩机并向液压缸的下液压腔内输入气体，压杆在液压缸下液压腔内的空气压力的作用下上升，液压缸上液压腔的液体流向储液缸，完成后关闭空气压缩机和气体一号阀门，待测样品降温至室温后取出。本专利技术的高通量多联式压缩蠕变试验装置，以高通量四联式压缩蠕变试验平台装置为例，是通过高精度压力控制传输器和高精度气压控制传输器协同运作对四个实验试样使用液压加压的方式，对于作用在四个实验试样的压力能够进行精确控制。此外，通过此种液压加压的方式对实验试样进行加压，较之传统加压方式，施加的压力是恒定的，适用于长时间蠕变测试的实验，并且能够同时测试四个实验样品，大幅度地减少了试验所需的时间成本。实验试样的变形量变化测量较之传统的机械式位移计，优选了高精度激光位移传感器，对实验试样的变形量有更高精度的测量，大幅度提升了测量的精确性。具体优点如下：1、试验设备实验原理简单易懂；2、实验操作简单；3、能同时对四个实验试样进行测试，大幅度节约了试验时间成本；4、施加在实验试样的压力稳定并且能够长时间施加压力，试验结果更加准确；5、使用高精度激光位移传感器测试实验试样的变形量精度高；6、在短时间断电的情况下，能够对实验试样施加一定的载荷压力。7、此专利技术可以设计成五联甚至更多联式的压缩蠕变试验平台装置。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。附图说明附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高通量多联式压缩蠕变试验装置，其特征在于，包括压力加载系统及计算机系统，通过计算机系统配置以控制通过压力加载系统对多个样品同时加载恒定压力进行不同的压力测试；所述压力加载系统由压力形成和压力传输系统、压力控制与测量系统组成；所述压力形成和传输系统包括储液缸(42)、空气压缩机(41)、液压腔(15)、输液一号阀门(33)、气体一号阀门(34)、气体二号阀门(35)、气体三号阀门(36)、液压输出总管道(37)、气压输出总管道(38)、第二气压输出管道(39)、平台基座(21)、横梁(22)、竖梁(25)构成，其中：‑平台基座(21)作为底座，用于提供压力加载系统的支撑；‑多个竖梁(25)成对地竖直固定到平台基座(21)上，竖梁(21)的顶部设置所述的横梁(22)；‑横梁(22)下方等间隔地固定4个级联的液压蠕变试验机构，液压蠕变试验机构的液压腔之间相互独立，并且均与液压输出总管道(37)以及气压输出总管道(38)连通；‑空气压缩机(41)通过气体二号阀门(35)经第二气压输出管道(39)与储液缸(42)相连、并且通过气压输出总管道(38)、气体一号阀门(34)与液压腔(15)相连；‑储液缸(42)通过液压输出总管道(37)、输液一号阀门(33)与液压腔(15)相连；所述压力控制与测量系统由液压恒压装置(44)、压力控制传输器(31)、气压控制传输器(32)、液压压力传感器(45)、液压压力变送器(43)以及激光位移传感器(12)组成，以此来同时控制多个液压蠕变试验机构同时对实验试样(1)施加压力，其中：‑所述液压恒压装置(44)，被设置成高通量恒压加压装置，用于根据计算机系统的配置输出不同的恒定压力，并通过压力形成和传输系统同时加载到多个液压蠕变试验机构；‑所述压力控制传输器(31)连接在液压输出总管道(37)与多个液压蠕变试验机构的液压腔之间，用于控制液压传递；‑气压控制传输器(32)连接在气压输出总管道(38)与多个液压蠕变试验机构的液压腔之间，用于控制气压压力传递；‑液压压力传感器(45)设置在液压恒压装置(44)上，用于检测输出的压力；‑液压压力变送器(43)设置在计算机系统与液压恒压装置(44)之间；‑激光位移传感器(12)设置在每个液压蠕变试验机构上，与实验试样(1)平行放置，用以检测实验试样(1)的垂直方向以及水平方向的变形量。...
【技术特征摘要】
1.一种高通量多联式压缩蠕变试验装置，其特征在于，包括压力加载系统及计算机系统，通过计算机系统配置以控制通过压力加载系统对多个样品同时加载恒定压力进行不同的压力测试；所述压力加载系统由压力形成和压力传输系统、压力控制与测量系统组成；所述压力形成和传输系统包括储液缸(42)、空气压缩机(41)、液压腔(15)、输液一号阀门(33)、气体一号阀门(34)、气体二号阀门(35)、气体三号阀门(36)、液压输出总管道(37)、气压输出总管道(38)、第二气压输出管道(39)、平台基座(21)、横梁(22)、竖梁(25)构成，其中：-平台基座(21)作为底座，用于提供压力加载系统的支撑；-多个竖梁(25)成对地竖直固定到平台基座(21)上，竖梁(21)的顶部设置所述的横梁(22)；-横梁(22)下方等间隔地固定4个级联的液压蠕变试验机构，液压蠕变试验机构的液压腔之间相互独立，并且均与液压输出总管道(37)以及气压输出总管道(38)连通；-空气压缩机(41)通过气体二号阀门(35)经第二气压输出管道(39)与储液缸(42)相连、并且通过气压输出总管道(38)、气体一号阀门(34)与液压腔(15)相连；-储液缸(42)通过液压输出总管道(37)、输液一号阀门(33)与液压腔(15)相连；所述压力控制与测量系统由液压恒压装置(44)、压力控制传输器(31)、气压控制传输器(32)、液压压力传感器(45)、液压压力变送器(43)以及激光位移传感器(12)组成，以此来同时控制多个液压蠕变试验机构同时对实验试样(1)施加压力，其中：-所述液压恒压装置(44)，被设置成高通量恒压加压装置，用于根据计算机系统的配置输出不同的恒定压力，并通过压力形成和传输系统同时加载到多个液压蠕变试验机构；-所述压力控制传输器(31)连接在液压输出总管道(37)与多个液压蠕变试验机构的液压腔之间，用于控制液压传递；-气压控制传输器(32)连接在气压输出总管道(38)与多个液压蠕变试验机构的液压腔之间，用于控制气压压力传递；-液压压力传感器(45)设置在液压恒压装置(44)上，用于检测输出的压力；-液压压力变送器(43)设置在计算机系统与液压恒压装置(44)之间；-激光位移传感器(12)设置在每个液压蠕变试验机构上，与实验试样(1)平行放置，用以检测实验试样(1)的垂直方向以及水平方向的变形量。2.根据权利要求1所述的高通量多联式压缩蠕变试验装置，其特征在于，所述液压蠕变试验机构具有液压缸，液压缸包括液压腔(15)、液压腔活塞(16)、液压杆(19)以及压头(20)，液压腔(15)经由所述液压腔活塞(16)分为上液压腔(17)和下液压腔(18)，液压杆(19)的一端与液压腔活塞(16)...
【专利技术属性】
技术研发人员：淡振华，林俊辉，常辉，陆嘉飞，周廉，丁毅，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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