基于同步辐射衍射和三维成像的原位微动腐蚀疲劳试验机及方法技术

本发明专利技术涉及一种基于同步辐射衍射和三维成像的原位微动腐蚀疲劳试验机及方法，属于微动腐蚀疲劳试验领域。试验机包括轴向疲劳加载系统、微动加载系统和腐蚀环境控制系统；轴向疲劳加载系统包括驱动装置、负载控制装置、载荷传感装置；载荷传感装置用于实时测量轴向力和法向力；驱动装置用于驱动负载控制装置，使负载控制装置实现轴向位移；负载控制装置用于对试样进行轴向疲劳加载；微动加载系统包括微动磨损装置。采用该试验机实现了微动腐蚀环境下材料磨损斑及裂纹形的实时三维成像表征以及残余应力演化规律的表征。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微动腐蚀疲劳试验领域，涉及一种基于同步辐射衍射和成像技术的原位微动腐蚀疲劳试验机及方法。

技术介绍

1、微动疲劳指接触体由于承受外界交变应力引起接触界面发生微米量级的相对运动，加速疲劳裂纹萌生和扩展，从而影响其疲劳强度和寿命的一种失效方式。当微动疲劳与腐蚀损伤共存时，二者的作用不是简单叠加，而是这两种损伤之间存在明显的交互作用，其强度已超出了单纯的交变应力与腐蚀介质共同作用的后果。受腐蚀介质影响，材料的微动疲劳寿命大幅下降，对重大工程装备的使用安全构成了极大的挑战。微动腐蚀疲劳广泛存在于海洋机械、航空航天、轨道交通等众多国民经济行业中，特别是在海洋大气、城市酸雨等恶劣的自然条件下，构件的微动腐蚀疲劳损伤非常突出，因此探明微动腐蚀疲劳损伤失效行为与机理具有十分重要的理论与现实意义。

2、目前，国内外研究人员主要利用扫描电子显微镜、光学显微镜和透射电子显微镜等方法观察和分析微动腐蚀疲劳失效试样的磨损斑和腐蚀坑表面形貌以及断口，进而反推微动腐蚀疲劳损伤机理。但是仅靠表面观测和对破坏性切片的研究无法获得微动腐蚀疲劳过程中磨损斑和裂纹的演化本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于同步辐射衍射和三维成像的原位微动腐蚀疲劳试验机，其特征在于，包括轴向疲劳加载系统、微动加载系统和腐蚀环境控制系统；

2.根据权利要求1所述的一种于同步辐射衍射和三维成像的原位微动腐蚀疲劳试验机，其特征在于，所述轴向疲劳加载系统包括底盘(2)、xy微位移平台(3)、轴向力传感器(5)、PMMA支撑罩(16)、下夹具(6)、上夹具(9)、电磁加载装置(10)、电动液压缸(11)、上端盖(12)、上支撑杆(13)、下支撑杆(19)；xy微位移平台(3)固定在底盘(2)上，用于在夹持试样(8)后保证试验机整体的同轴度；轴向力传感器(5)安装在xy微位移平台(3)上端，用于...

【技术特征摘要】

1.一种基于同步辐射衍射和三维成像的原位微动腐蚀疲劳试验机，其特征在于，包括轴向疲劳加载系统、微动加载系统和腐蚀环境控制系统；

2.根据权利要求1所述的一种于同步辐射衍射和三维成像的原位微动腐蚀疲劳试验机，其特征在于，所述轴向疲劳加载系统包括底盘(2)、xy微位移平台(3)、轴向力传感器(5)、pmma支撑罩(16)、下夹具(6)、上夹具(9)、电磁加载装置(10)、电动液压缸(11)、上端盖(12)、上支撑杆(13)、下支撑杆(19)；xy微位移平台(3)固定在底盘(2)上，用于在夹持试样(8)后保证试验机整体的同轴度；轴向力传感器(5)安装在xy微位移平台(3)上端，用于监测采集试样的轴向加载力；下支撑杆(19)固定在xy微位移平台(3)上，同时在下支撑杆(19)上端安装pmma支撑罩(16)；pmma支撑罩(16)内部上下两侧分别装上夹具(9)、下夹具(6)，用于夹紧试样(8)；在pmma支撑罩(16)上方安装上支撑杆(13)用于支撑上端盖(12)；电磁加载装置(10)固定在上夹具(9)上端，用于对试样施加轴向力，实现轴向疲劳加载；电动液压缸(11)固定在电磁加载装置(10)上方，用于控制轴向疲劳加载系统试样上端部分的轴向位移，以便于更换试样(8)。

3.根据权利要求1所述的一种于同步辐射衍射和三维成像的原位微动腐蚀疲劳试验机，其特征在于，所述微动加载系统包括微动垫(7)、动磁式音圈电机(18)、法向力传感器(20)；微动垫(7)顶部安装两个相同法向力传感器(20)，用于监测试样微动垫施加的微动力；两个微动垫(7)连接两个相同的动磁式音圈电机(18)，动磁式音圈电机(18)又与电脑端连接，通过电脑输入信号控制两个微动垫(7)产生法向位移，保证整个加载过程中微动垫(7)与试样(8)紧密接触，以实现微动疲劳试验。

4.根据权利要求3所述的一种于同...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥妮，张景瑞，肖瑶，吴圣川，唐松铨，吴正凯，康国政，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：