热梯度机械疲劳测试系统技术方案

本发明专利技术提供一种热梯度机械疲劳测试系统，包括：机械加载装置，包括可伸缩的加载柱；辐射加热装置，包括辐射加热炉以及加热结构，所述辐射加热炉中可拆卸安装待测试件，所述加载柱可伸入所述辐射加热炉，并对所述待测试件加载，所述加热结构用于对所述待测试件的外壁加热；冷却装置，部分伸入所述辐射加热炉中，并对所述待测试件的内壁进行冷却；以及控制装置，分别连接至所述加载装置、所述辐射加热装置以及所述冷却装置。加热结构对与冷却装置使待测试件从外向内形成温度梯度，可以同时实现复杂机械载荷、温度和内部冷却的控制，以对待测试件在热梯度下进行力学性能测试，降低测试的复杂程度。

【技术实现步骤摘要】
热梯度机械疲劳测试系统
本专利技术涉及材料热梯度与疲劳测试
，特别是涉及一种热梯度机械疲劳测试系统。
技术介绍
热梯度机械疲劳试验是实验室中最接近零件(如飞机发动机、内燃机、蒸汽机、火箭等)真实工作条件的试验。需要同时控制试验件的机械载荷、温度循环和内部冷却。目前，高温试验机能够完成的试验包括等温疲劳试验和热机械疲劳试验。其中等温疲劳试验的加热方式以电阻加热炉为主，电阻加热炉加热速度慢、功率低，难以实现快速的升温和降温。热机械疲劳试验可以采用电磁感应加热，但电磁感应方法只能用于金属材料，对非金属无效。为了防止零件氧化、降低零件表面温度，通常采用热障涂层对零件表面进行涂覆，该涂层通常是非金属材料，无法采用感应加热的方式进行加热。热梯度机械疲劳试验可以认为是热机械疲劳试验的拓展，热梯度机械疲劳试验＝热机械疲劳试验+内部冷却。目前该技术可以采用火焰加热，火焰加热的缺点在于火焰不同位置温度不均匀，无法实现稳定的温度控制。对于热梯度机械疲劳试验，目前尚无能够完成准确控制试件温度的试验平台，不便于试件温度、载荷和冷却的精确控制。...

【技术保护点】
1.一种热梯度机械疲劳测试系统，其特征在于，包括：/n机械加载装置，包括可伸缩的加载柱，所述加载柱用于施加机械载荷；/n辐射加热装置，包括辐射加热炉以及设置于所述辐射加热炉中的加热结构，所述辐射加热炉中可拆卸安装待测试件，所述加载柱可伸入所述辐射加热炉，并对所述待测试件加载，所述加热结构用于对所述待测试件的外壁加热；/n冷却装置，部分伸入所述辐射加热炉中，并对所述待测试件的内壁进行冷却；以及/n控制装置，分别连接至所述加载装置、所述辐射加热装置以及所述冷却装置，并控制机械加载装置、所述辐射加热装置以及所述冷却装置工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种热梯度机械疲劳测试系统，其特征在于，包括：
机械加载装置，包括可伸缩的加载柱，所述加载柱用于施加机械载荷；
辐射加热装置，包括辐射加热炉以及设置于所述辐射加热炉中的加热结构，所述辐射加热炉中可拆卸安装待测试件，所述加载柱可伸入所述辐射加热炉，并对所述待测试件加载，所述加热结构用于对所述待测试件的外壁加热；
冷却装置，部分伸入所述辐射加热炉中，并对所述待测试件的内壁进行冷却；以及
控制装置，分别连接至所述加载装置、所述辐射加热装置以及所述冷却装置，并控制机械加载装置、所述辐射加热装置以及所述冷却装置工作。


2.根据权利要求1所述的热梯度机械疲劳测试系统，其特征在于，所述加热结构包括设置于所述辐射加热炉内壁的反射镜面以及设置于所述反射镜面的侧面的多个加热灯，所述反射镜面将所述加热灯发射的光线反射于所述待测试件。


3.根据权利要求2所述的热梯度机械疲劳测试系统，其特征在于，所述反射镜面表面凹陷设置，且所述反射镜面的凹陷表面朝向所述辐射加热炉的中心；
所述反射镜面的数量为多个，多个所述反射镜面沿所述辐射加热炉的周向内壁相邻布置，各所述反射镜面将光线反射至同一点。


4.根据权利要求3所述的热梯度机械疲劳测试系统，其特征在于，所述反射镜面的凹陷表面为椭圆柱面的部分表面；
所述加热灯位于椭圆柱面的所述反射镜面的一个焦点，所述待测试件位于椭圆柱面的所述反射镜面的另一焦点。


5.根据权利要求4所述的热梯度机械疲劳测试系统，其特征在于，所述加热灯沿所述辐射加热炉的轴向延伸，且在轴向方向上，所述加热灯至少部分与所述待测试件重合。


6.根据权利要求2至5任一项所述的热梯度机械疲劳测试系统，其特征在于，所述辐射加热装置还包括调节结构，所述调节结构设置于辐射加热炉中，所述调节结构中安装所述加热灯，用于调节所述加热灯的位置；
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙经雨，袁荒，庞科技，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11