【技术实现步骤摘要】
高转速
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高温作用下材料力学性能的高通量测试方法
[0001]本专利技术涉及金属材料力学性能测试领域的一种材料性能测试方法,尤其涉及一种在高转速
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高温作用下金属材料力学性能的高通量测试方法。
技术介绍
[0002]国家标准GB/T 38822
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2020《金属材料蠕变
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疲劳试验方法》和GB/T6825.1
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2008《静单轴试验机的检验第1部分:拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准》等均规定金属材料力学性能的测试方法,一方面这些标准规定的测试环境均为1G(G=9.8m/s2),可以满足金属材料本身力学性能的研究,另一方面,这些测试标准一次只能测试一种条件下的材料力学性能,测试效率低,成本高。然而,随着材料基因组计划和两机专项的实施,以及涡轮推进系统,如航空发动机、航天发动机、工业和舰艇用燃气轮机、汽车和火车用涡轮增压器等动力系统的关键部件,如压气机叶片、风扇叶片、涡轮工作叶片等研发任务的迫切性,尤其这些系统部件材料在正常工作时均处于高速旋转状态,即服役环境通常为离心超重力环境。
技术实现思路
[0003]针对目前1G下金属材料静态力学性能测试的不足,针对目前没有适合高转速
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高温作用下金属材料力学性能测试过程中的原位加热装置及智能控温技术,以及新材料研发对金属材料高通量力学性能测试的迫切需求,本专利技术提供了一种适合高转速
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高温作用下金属材料高通量力学性能测试方法, ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高转速
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高温作用下材料力学性能的高通量测试方法,其特征在于:第一步:根据实验条件确定离心机的主轴转速和轮盘半径;第二步:确定测试试样(1.1)中质量块(1.1.1)的尺寸和重量、标距段(1.1.2)的尺寸和几何中心;第三步:确定试验温度和标距段(1.1.2)几何中心施加的离心应力,进而确定标距段(1.1.2)的几何中心的离心应力对应的转速;第四步:将测试试样(1.1)安装在样品卡盘(1)的卡槽(1.2)中,并确定标距段(1.1.2)几何中心到离心机的主轴中心之间的距离;第五步:在测试试样(1.1)的标距段(1.1.2)几何中心位置固定上控温热电偶(4.1);在测试试样(1.1)的标距段(1.1.2)几何中心位置固定应变片,将应变片经应变片延长导线接入数据采集模块(4.4);第六步:启动感应加热系统(2)、循环水冷却系统(3)和控温系统(4),通过控温系统(4)控制感应加热系统(2)、循环水冷却系统(3)工作对测试试样(1.1)施加温度载荷;第七步:当温度到达设定温度后,启动离心机,使离心机的主轴旋转且转速达到设定转速条件;第八步:保持温度和转速不变,直到测试试样(1.1)被拉断断裂;从离心机的主轴开始旋转到测试试样(1.1)被拉断断裂之间的过程中,通过控温热电偶(4.1)和应变片实时采集温度变化和应力变化的数据,作为高通量测试的数据,获取材料高通量力学性能测试过程中的温度
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时间、应变
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时间曲线;第九步:在测试试样(1.1)被拉断断裂后,关闭感应加热系统(2)和控温系统(4),离心机停电,测试试样(1.1)空冷至常温。2.根据权利要求1所述的一种高转速
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高温作用下材料力学性能的高通量测试方法,其特征在于:所述第六步中,启动感应加热系统(2)对测试试样(1.1)施加温度载荷,具体为按照均温加热模式施加一个恒定且均匀的温度场、按照周期性变化的交变温加热模式施加一个周期性变化的交变温度场、按照温度梯度的加热模式施加一个固定范围的且具有梯度变化的温度场。3.根据权利要求1所述的一种高转速
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高温作用下材料力学性能的高通量测试方法,其特征在于:所述第七步中,启动离心机使离心机的主轴旋转,具体是为调整转速使得测试试样(1.1)不同位置沿离心力方向被施加不同的离心拉应力,或者测试试样(1.1)不同位置沿离心力方向被施加恒定的应力σi载荷。4.根据权利要求1所述的一种高转速
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高温作用下材料力学性能的高通量测试方法,其特征在于:所述第七步中,启动离心机,使离心机的主轴旋转且转速达到离心应力对应的固定转速。5.根据权利要求1所述的一种高转速
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高温作用下材料力学性能的高通量测试方法,其特征在于:方法采用高通量测试装置,装置包括样品卡盘(1)、感应加热系统(2)、循环水冷却系统(3)和控温系统(4);所述的样品卡盘(1)同轴安装在离心机的主轴上且随离心机的主轴同步旋转,所述的样品卡盘(1)上安装测试试样(1.1),感应加热系统(2)同轴安装在离心机上且不随离心机的主轴旋转,感应加热系统(2)和循环水冷却系统(3)连接,控温系统(4)分别和循环水冷却系统(3)、测试试样(1.1)连接。
6.根据权利要求4所述的一种高转速
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高温作用下材料力学性能的高通量测试方法,其特征在于:所述的样品卡盘(1)包括盘体、卡槽(1.2)和法兰(1.3),盘体中心的两端同轴安装有法兰(1.3),盘体通过法兰(1.3)和离心机的主轴同轴固定连接,盘体周围沿周向开设有多个卡槽(1.2),多个卡槽(1.2)沿周向间隔布置,每个卡槽(1.2)用于安装一个测试试样(1.1)。7.根据权利要求5所述的一种高转速
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高温作用下材料力学性能的高通量测试方法,其特征在于:所述的测试试样(1.1)呈条状,包括依次衔接的质量块(1.1.1)、标矩段(1.1.2)、承力段(1.1.3)和装配榫头(1.1.4),质量块(1.1.1)、标矩段(1.1.2)、承力段(1.1.3)和装配榫头(1.1.4)均沿测试试样(1.1)的条状依次布置,装配榫头(1.1.4)嵌装在样品卡盘(1)的卡槽(1.2)中。8.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员:韦华,赵建江,刘柯蔓,林伟岸,陈云敏,张泽,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:
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