[发明专利]一种热疲劳实验方法

权利要求书

1.一种热疲劳实验方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤100，前置实验：选取并准备实验设备，所述实验设备包括与实际样品一致的测试样品、对测试样品进行降温的冷却系统、对测试样品进行加热的脉冲激光发生器、测量测试样品在实验过程中温度变化的测温系统、获取测试样品在实验过程中表面裂纹状态的裂纹观测装置，以及控制试验过程的控制单元；

步骤200，根据所述脉冲激光发生器的性能，选择不同的参数组成所有能够满足热疲劳实验目的的工作模式，由控制单元控制所述实验设备在每个工作模式下按实验要求进行依次实验；

步骤300，记录每个工作模式下所述测试样品在实验过程中的温度变化参数；

步骤400，热疲劳实验：选择与前置实验同样的实验设备，根据实验目的选择相应的工作模式作为当前脉冲激光发生器的工作参数，由控制单元控制各实验设备对实际样品进行实验，直到实际样品表面出现规定长度的裂纹时，终止热疲劳实验；

步骤500，对所述实际样品进行清理并分析，评定该实际样品的热疲劳性能。

2.根据权利要求1所述的热疲劳实验方法，其特征在于，

在所述步骤100中，需要对所述测试样品的表面进行研磨，以使其与所述实际样品的表面粗糙度相同。

3.根据权利要求1所述的热疲劳实验方法，其特征在于，

在所述步骤200中，由所述脉冲激光发生器对所述测试样品的表面进行间歇性加热，由所述冷却系统按实验要求对所述测试样品整体进行冷却，所述测温系统持续测量所述脉冲激光发生器的激光照射在所述测试样品表面上光斑中心的温度；重复上述过程，直至完成实验目的。

4.根据权利要求1所述的热疲劳实验方法，其特征在于，

在所述步骤200中，所述脉冲激光发生器的参数包括脉宽、重复率、单脉冲能量、激光作用时间和离焦量。

5.根据权利要求4所述的热疲劳实验方法，其特征在于，

在所述步骤200中，每个工作模式的组成内容包括：选择所述脉冲激光发生器多个水平的单脉冲能量值中的一个，针对该单脉冲能量值在脉宽、单脉冲能量、激光作用时间和离焦量不变的条件下，仅改变脉冲激光重复率，以获取不同激光重复率下样品表面温度-时间变化曲线。

6.根据权利要求5所述的热疲劳实验方法，其特征在于，

所述表面温度-时间变化曲线的获取方式如下：针对记录的所述温度变化参数，利用数据处理软件筛选出每脉冲最高温度为峰值，连接各峰值得到温度上包络线，取温度上包络线在起始时间时的值作为初始温度，取温度上包络线在激光作用时间内的最高值作为最高温度，计算出此单脉冲能量值下不同脉冲激光重复率时的升温速度；重复上述过程以得到所有单脉冲能量值下的升温速度；利用升温速度可得到测试样品随激光作用总能量密度变化曲线。

7.根据权利要求6所述的热疲劳实验方法，其特征在于，

所述步骤400中，所述控制单元在控制过程中，需要先设定实际样品循环时的最高温度、最低温度和循环次数；当所述脉冲激光发生器将实际样品表面温度加热至最高温度值时，停止所述脉冲激光发生器工作，控制冷却系统对实际样品进行冷却，当实际样品表面温度降到最低温度时，再次启动脉冲激光发生器对实际样品进行加热，重复上述过程至规定的循环次数或所述实际样品表面出现规定长度的裂纹时，终止热疲劳实验。

8.根据权利要求1所述的热疲劳实验方法，其特征在于，

所述步骤400中，包括选择一种以上的工作模式进行组合来模拟实际样品的实际使用环境，再现与使用环境相同的加热环境，冷却环境以及冷热无规律交替循环的方式。