[发明专利]一种高/低温环境下的疲劳裂纹扩展试验测试系统

摘要

一种高/低温环境下的疲劳裂纹扩展试验测试系统，它由疲劳试验机、转换接头、试样夹具、高/低温环境箱、液氮罐、定位销钉、裂纹观测系统和试样组成；试样夹具通过转换接头安装在疲劳试验机上，试样与试样夹具连接，并通过定位销钉穿过试样夹具和试样的定位孔进行定位；高/低温环境箱将试样夹具和试样包在里面，液氮罐和高/低温环境箱连通以实现低温环境；裂纹观测系统通过显微镜由计算机记录裂纹扩展情况，其中，疲劳试验机、转换接头、试样夹具、定位销钉和试样按串联顺序连接在一起。本发明结构简单、操作方便，用于高/低温环境下裂纹扩展性能试验测试，测试结果对于结构损伤容限评定具有重要的工程应用价值。

主权项

一种高/低温环境下的疲劳裂纹扩展试验测试系统，其特征在于：它由疲劳试验机、转换接头、试样夹具、高/低温环境箱、液氮罐、定位销钉、裂纹观测系统和试样组成；试样夹具通过转换接头安装在疲劳试验机上，试样与试样夹具连接，并通过定位销钉穿过试样夹具和试样的定位孔进行定位；高/低温环境箱将试样夹具和试样包在里面，液氮罐和高/低温环境箱连通以实现低温环境；裂纹观测系统通过显微镜由计算机记录裂纹扩展情况，其中，疲劳试验机、转换接头、试样夹具、定位销钉和试样按串联顺序连接在一起：疲劳试验机→上转换接头→上试样夹具→定位销钉→试样→定位销钉→下试样夹具→下转换接头→疲劳试验机所述的疲劳试验机为常规用或自制低频疲劳试验机，用以对试样施加交变疲劳载荷，疲劳试验机的载荷范围需大于试样的试验载荷；所述的试样为各种不同材料和类型的裂纹扩展试样，该试样为两端各有5孔的矩形条状件，裂纹扩展试样两端的夹持端能够与试样夹具连接在一起，并施加交变疲劳载荷；试样的尺寸和形状参照《测量疲劳裂纹扩展率的试验方法》中的标准进行设计；所述的上、下两个转换接头是多台阶轴状件，用以连接试验机和试样夹具，需根据高/低温环境箱的结构形式设计和制造，采用普通合金钢材料制作；所述的试样夹具是由圆柱及带槽的5孔矩形件组合成一体，用以安装夹持试样，需根据试样夹持端的形状和尺寸设计和制造，能够将试样牢固夹持并施加交变疲劳载荷；所述的高/低温环境箱为材料试验环境箱，呈方框状，能够实现高/低温环境，高温环境利用环境箱的加热系统实现，低温环境通过将环境箱充入液氮冷却实现，控制环境箱的加热功率或液氮输入量能实现对不同温度范围的调节，其温度范围要满足试验要求；环境上必须设置可透视的观察窗口，以便裂纹观测系统观测裂纹扩展情况；所述的裂纹测量系统是三轴随动的，配有高分辨率和放大倍数的显微镜，通过计算机自动记录裂纹扩展情况，包括裂纹形貌的图片信息和标定的裂纹尺寸，得到在给定的交变载荷下不同循环次数对应的裂纹扩展情况；所述液氮罐是常规用的液氮容器，按需配置；所述定位销钉是带有台肩的圆轴件。