一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样制造技术

本发明专利技术涉及金属疲劳试验技术领域，具体公开了金属疲劳试验。一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样，该试样整体为两侧带有台阶的圆柱筒体结构，其中间的圆柱筒状结构的标距段两侧通过圆弧状的过渡段与圆柱筒状的夹持段连成整体结构，并在所述的夹持段两端设有圆柱凸台结构的台阶；所述的试样中心开孔，且各处的孔径大小一致。本发明专利技术所述的一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样，能够模拟金属管道在实际运行工况中介质和疲劳载荷条件，准确判断金属管道材料在不同介质中服役的疲劳强度和疲劳寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样
本专利技术属于金属疲劳试验
，具体涉及一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样。
技术介绍
材料在服役环境中不可避免地会承受循环载荷从而发生疲劳断裂。腐蚀疲劳是指受循环载荷作用的金属材料在腐蚀介质中，由于腐蚀介质与应力协同作用而发生的断裂现象，是材料最常见的失效形式之一。任何材料在腐蚀环境介质与交变载荷作用下，都可以发生腐蚀疲劳断裂。通常研究环境介质对材料影响的疲劳实验是将圆棒状试样整体浸入介质中，施加循环载荷进行试验。管道材料在真实服役环境中同样会发生腐蚀疲劳断裂，将圆棒状试样整体浸入腐蚀介质的试验方法对管道材料疲劳性能评价的适用性存在一定争议。如何更为准确地模拟管道的服役环境对研究管道材料疲劳性能和损伤机理具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样，解决模拟金属管道材料真实运行条件进行疲劳试验的问题。本专利技术的技术方案如下：一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样，该试样整体为两侧带有台阶的圆柱筒体结构，其中间的圆柱筒状结构的标距段两侧通过圆弧状的过渡段与圆柱筒状的夹持段连成整体结构，并在所述的夹持段两端设有圆柱凸台结构的台阶；所述的试样中心开孔，且各处的孔径大小一致。所述的标距段的长度L范围在标距段外径DO的两倍到四倍之间；所述的过渡段的曲率半径R与夹持段的外径DJ相同，且均为标距段外径DO的两倍。所述的标距段和其两侧过渡段的总长L0范围在标距段外径DO的四倍到六倍之间。所述的台阶外径DT为标距段外径DO的三倍，台阶的厚度T不超过台阶外径DT的一半。所述的标距段的外径DO为5～10mm，内径DI为3～8mm。所述的疲劳试样的总体长度L1范围在75mm～150mm之间。所述的疲劳试样两侧的开孔中分布设有螺纹段，可与外表面有螺纹的金属导管相连接，并接入循环水泵的出口和入口。本专利技术的显著效果在于：本专利技术所述的一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样，能够模拟金属管道在实际运行工况中介质和疲劳载荷条件，准确判断金属管道材料在不同介质中服役的疲劳强度和疲劳寿命。附图说明图1为一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样结构示意图；图2为一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样剖视图；图中：1、标距段；2、过渡段；3、夹持段；4、台阶；5、内壁螺纹段。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1如图1、图2所示，一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样，整体为两端带有台阶的圆柱筒状结构，其中，位于中间的圆柱筒状标距段1两侧通过圆弧状的过渡段2与圆柱筒状的夹持段3连成整体结构，并在夹持段3两端设有圆柱凸台结构的台阶4，其中，标距段1的长度L不小于标距段1外径DO的两倍，且不多于DO的四倍；过渡段2的曲率半径R与夹持段3的外径DJ相同，夹持段3的外径DJ是标距段外径的两倍；标距段1和其两侧过渡段2的总长L0范围在标距段1外径DO的四倍到六倍之间；台阶4外径DT为标距段1外径DO的三倍，台阶的厚度T不超过台阶外径DT的一半；疲劳试样整体中心开孔，其孔径保持一致，即过渡段2、夹持段3、台阶4的内径与标距段的内径D1相同，在疲劳试样两端的内孔上设有螺纹段，其孔径与标距段1内径一致，可与外表面有螺纹的金属导管连接，导管分别连接到循环水泵的出口和入口，可实现模拟介质在试样中循环。将通入模拟介质的试样夹持到疲劳试验机上，施加轴向循环载荷后可开展疲劳试验。试样标距段发现介质泄漏就可判定为试样断裂失效；实施例2如图1、图2所示，一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样，整体为两端带有台阶的圆柱筒状结构，其中，位于中间的圆柱筒状标距段1两侧通过圆弧状的过渡段2与圆柱筒状的夹持段3连成整体结构，并在夹持段3两端设有圆柱凸台结构的台阶4，其中，标距段1的外径DO为5mm，标距段1的长度L为10mm；过渡段2的曲率半径R为10mm，夹持段3的外径DJ为10mm；标距段1和其两侧过渡段2的总长L0为30mm；台阶4外径DT为15mm，台阶的厚度T为7mm；疲劳试样整体中心开孔，其孔径保持一致，即过渡段2、夹持段3、台阶4的内径与标距段的内径D1相同为3mm，疲劳试样总长L1为70mm在疲劳试样两端的内孔上设有螺纹段，其孔径与标距段1内径一致，可与外表面有螺纹的金属导管连接。实施例3如图1、图2所示，一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样，整体为两端带有台阶的圆柱筒状结构，其中，位于中间的圆柱筒状标距段1两侧通过圆弧状的过渡段2与圆柱筒状的夹持段3连成整体结构，并在夹持段3两端设有圆柱凸台结构的台阶4，其中，标距段1的外径DO为10mm，标距段1的长度L为20mm；过渡段2的曲率半径R为20mm，夹持段3的外径DJ为20mm；标距段1和其两侧过渡段2的总长L0为60mm；台阶4外径DT为30mm，台阶的厚度T为15mm；疲劳试样整体中心开孔，其孔径保持一致，即过渡段2、夹持段3、台阶4的内径与标距段的内径D1相同为8mm，疲劳试样总长L1为150mm在疲劳试样两端的内孔上设有螺纹段，其孔径与标距段1内径一致，可与外表面有螺纹的金属导管连接。实施例4如图1、图2所示，一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样，整体为两端带有台阶的圆柱筒状结构，其中，位于中间的圆柱筒状标距段1两侧通过圆弧状的过渡段2与圆柱筒状的夹持段3连成整体结构，并在夹持段3两端设有圆柱凸台结构的台阶4，其中，标距段1的外径DO为6mm，标距段1的长度L为12mm；过渡段2的曲率半径R为12mm，夹持段3的外径DJ为12mm；标距段1和其两侧过渡段2的总长L0为30mm；台阶4外径DT为18mm，台阶的厚度T为8mm；疲劳试样整体中心开孔，其孔径保持一致，即过渡段2、夹持段3、台阶4的内径与标距段的内径D1相同为4mm，疲劳试样总长L1为82mm在疲劳试样两端的内孔上设有螺纹段，其孔径与标距段1内径一致，可与外表面有螺纹的金属导管连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样，其特征在于：该试样整体为两侧带有台阶的圆柱筒体结构，其中间的圆柱筒状结构的标距段(1)两侧通过圆弧状的过渡段(2)与圆柱筒状的夹持段(3)连成整体结构，并在所述的夹持段(3)两端设有圆柱凸台结构的台阶(4)；所述的试样中心开孔，且各处的孔径大小一致。/n

【技术特征摘要】
1.一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样，其特征在于：该试样整体为两侧带有台阶的圆柱筒体结构，其中间的圆柱筒状结构的标距段(1)两侧通过圆弧状的过渡段(2)与圆柱筒状的夹持段(3)连成整体结构，并在所述的夹持段(3)两端设有圆柱凸台结构的台阶(4)；所述的试样中心开孔，且各处的孔径大小一致。


2.根据权利要求1所述的一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样，其特征在于：所述的标距段(1)的长度L范围在标距段(1)外径DO的两倍到四倍之间；所述的过渡段(2)的曲率半径R与夹持段(3)的外径DJ相同，且均为标距段外径DO的两倍。


3.根据权利要求2所述的一种可通入模拟流体介质环境的疲劳试样，其特征在于：所述的标距段(1)和其两侧过渡段(2)的总长L0范围在标距段(1)外径DO的四倍到六倍之间。

【专利技术属性】
技术研发人员：王仪美，刘朝，
申请(专利权)人：核动力运行研究所，中核武汉核电运行技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42