[发明专利]一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块和装置

说明书

本发明公开了一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块和装置，该模块包括三位四通比例换向阀、流量传感器、压力控制阀和依次连通的若干测试液压缸，若干测试液压缸的活塞直径各不相同，相邻两个测试液压缸之间均设置有切换阀，切换阀可使若干测试液压缸并联连通或串联连通，该测试模块适用于拉伸和压缩两种测试，且集成了不同应力载荷下蠕变性能和疲劳性能以及不同应变载荷下的松弛性能和疲劳性能的高通量测试能力。该装置在上述模块的基础上，设置基座、升降台和升降液压缸，除了不同应力或不同应变载荷下的高通量测试外，还可通过与升降台配合实现大循环载荷与小循环载荷相耦合，模拟出真实载荷进行高通量测试。

技术领域

本发明涉及材料的高通量测试技术领域，具体为一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块和装置。

背景技术

目前，在高性能材料的开发以及制造工艺的优化中，通常是基于材料微观组织结构来选定材料成分或工艺。由于材料微观组织结构一般以图像形式呈现（比如晶粒形貌、夹杂物分布和形貌等），很难数字化，材料开发的过程更多是依赖专业知识和经验做定性分析，而由于结构与性能关系的不确定性，看起来好的微观结构不代表最优的性能表现，这种定性分析的方式并不能保证材料性能的最优。如果能够从结果出发，建立材料成分或者工艺参数与产品结构性能的数值关系，通过结果的反馈对比，将有利于获取更优的材料成分和工艺参数。

在结构性能的测试中，材料在不同应力应变条件下的蠕变性能、松弛性能、疲劳性能都是重点研究对象。在研究蠕变性能时，需要在施加恒定的应力载荷下测试材料的性能表现；在研究松弛性能时，需要在施加恒定的应变载荷下测试材料的性能表现；在研究疲劳性能时，既需要施加循环应力载荷测试材料的性能表现，又需要施加循环应变载荷测试材料的性能表现。

传统的测试装置，在测试不同应变载荷下的松弛性能和疲劳性能时，或是测试不同应力载荷下的蠕变性能和疲劳性能时，一次实验通常只能完成单一载荷条件下的材料性能测试，难以实现高通量测试。在需要大量的不同载荷条件下的性能数据时，需要逐一进行测试，测试时间长且测试成本高。

另外，在实际应用中，材料的载荷是周期变化的，周期载荷导致材料疲劳失效占到部件失效的80%。而载荷的周期变化是复杂的，经常是大周期循环载荷与小周期循环载荷相耦合，比如汽车启动到停车是一个大循环，在驾驶过程中因为加速/减速有很多的小循环，这种情况同样出现在飞机，工业机械等。现有技术中通用的测试装置，只能进行单纯的固定载荷测试或小循环载荷测试，其并不能完整模拟出趋于真实的载荷情况；而一些基于真实载荷而特制的模拟测试装置，通常用于产品检验场景，其在一次测试中只能按照特定的耦合载荷进行测试，于高通量实验测试环境也并不适用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块和装置可一次性完成多个样品在不同应力载荷或是应变载荷下性能表现的高通量测试。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块，包括依次连通的若干测试液压缸，若干所述测试液压缸的活塞直径各不相同，相邻两个测试液压缸之间均设置有切换阀，所述切换阀可使若干所述测试液压缸并联连通或串联连通；所述并联连通是指若干所述测试液压缸的无杆腔相互连通，且若干所述测试液压缸的有杆腔相互连通；所述串联连通是指若干所述测试液压缸中，从第一个所述测试液压缸起，前一个所述测试液压缸的有杆腔与后一个所述测试液压缸的无杆腔相互连通；还包括三位四通比例换向阀和流量传感器，所述三位四通比例换向阀的A口和B口分别与第一个所述测试液压缸的无杆腔和最后一个所述测试液压缸的有杆腔连通，所述流量传感器可实时监测流经所述三位四通比例换向阀的压力油流量；还包括压力控制阀，所述压力控制阀可用于调节控制所述三位四通比例换向阀P口的压力。