[发明专利]腐蚀环境下的拉-扭疲劳试验应变测试装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种腐蚀环境下拉-扭疲劳试验应变测试装置，属于结构与材料变形测量技术领域。该应变测试装置可用于测量材料在腐蚀环境下的单轴或多轴应变。 

背景技术：

应变测试装置是材料试验机的重要部件，测量试样在拉伸、压缩等各种载荷作用下的微小变形量，具有高精度、高可靠性、高灵敏度的特点。目前，单轴应变测试装置较多而使用于多轴载荷下的应变测试装置较少，中国专利200410072189.1发明了高频响应高温拉-扭疲劳引伸计，但是该装置仅适合在空气环境下使用。由于应变测试装置属精密部件，在环境恶劣的腐蚀条件下各金属组件易发生腐蚀，从而影响各类信号的传递和输出，严重时会损坏常规引伸计的正常使用。此外，多轴加载试验机特殊的加载系统使腐蚀疲劳试验的密封成为难题，腐蚀溶液的泄露将严重影响试验机的使用寿命。 

发明内容

为了克服应变测试装置无法在腐蚀环境下使用的难题，本发明针对拉-扭试验机特殊的加载系统设计了一种用于腐蚀环境的拉-扭疲劳试验的应变测试装置，该装置操作简便，安全可靠，测量动态响应快，精度高，成本低，具有较高的应用价值。 

本发明通过以下技术方案实现： 

一种腐蚀环境下的拉-扭疲劳实验的应变测试装置，其特征在于，主要由支撑结构、电解槽、陶瓷顶针、拉伸变形测试器、扭转变形测试器以及密封系统组成；所述的支撑结构由两根立柱15、及两根立柱15之间的上支撑板4和两个下支撑板2组成，两个下支撑板2由螺栓1分别固定在立柱15上，上支撑板4的两端由螺栓3连接在两个下支撑板2上；四个紧固螺栓5将有机玻璃板7固定在上支撑板4上，四个螺钉6将有机玻璃板7与有机玻璃板7上的电解槽16连接；所述的密封系统包括底盘密封系统和侧壁密封系统两部分，底盘密封系统位于上支撑板4与电解槽16之间，试样19通入电解槽内并穿过位于电解槽16和有机玻璃板7之间的上密封圈18和有机玻璃板7与上支撑板4之间的下密封圈8，上密封圈18外部设有一个外密封圈17，在有机玻璃板7上位于上密封圈18和下密封圈8之间设置一个导液口9；所述侧壁密封系统固定在电解槽16侧壁，两根陶瓷顶针20的一端依次穿过密封挡板10、上下两个侧密封圈21和电解槽16的侧壁伸入电解槽16，伸入电解槽16的部分浸泡在腐蚀溶液中，两根陶瓷顶针20另一端通过螺栓22分别与两个相互平行的上下感应支架12、23相连； 所述的拉伸变形测试器包括位于上感应支架23右端的拉伸变形感应板26，以及位于下感应支架12上、与拉伸变形感应板26对应安装的拉伸变形传感器27；所述的扭转变形测试器位于上下感应支架12、23中部，由上感应支架23上的扭转变形感应板25和下感应支架12上的扭转变形传感器14组成。 

上述陶瓷顶针20为圆柱形，端部为锥形。 

上述陶瓷顶针20与电解槽16侧壁及密封挡板10的连接处为锥形圆孔。 

底盘密封系统的特征在于上下以及外侧密封圈18、8、17的多重保护。采用上密封圈18进行密封以防止液体从电解槽16底部泄露，由于实验过程中试样19下部始终进行拉伸和扭转，可能有少量液体从上密封圈18沿有机玻璃板向外侧泄露，因此用外密封圈17防止液体侧向泄露，也可能有少量液体沿试样向下侧泄露，用下密封圈8防止液体的进一步泄露，泄露出的少量液体在上密封圈18和下密封圈8间累积，当累积到一定程度后，将从侧边的导液口9导出，达到多重密封的效果。正方形有机玻璃板7主要用于固定上密封圈18、外密封圈17、下密封圈8，用螺栓5将电解槽16、有机玻璃板7和上支撑板4连接起来，螺钉6固定电解槽16和有机玻璃板7。 

圆柱形陶瓷顶针穿过电解槽16侧壁，与密封圈21、密封挡板10一起构成侧壁密封系统。电解槽16侧壁上的圆孔为应变测试装置的拉扭受力环，利用杠杆原理将试样的变形传递到传感器，从而测量试件的拉伸和扭转变形。由于电解槽16及密封挡板10具有较厚的侧壁，无法形成杠杆的支点，将电解槽16侧壁及密封挡板10与陶瓷顶针20连接处设计为锥形圆孔，使陶瓷顶针在电解槽16侧壁和密封挡板10处有足够的空间灵活移动，保证了测量精度。 

拆去拉伸变形传感器27或扭转变形传感器14，可用于测量材料在腐蚀环境下的单轴疲劳应变。 

本发明的优点在于： 

(1)基于特殊的加载系统，本发明作了较为完备的密封措施，既能保证拉伸-扭转作用的加载，也能防止溶液的泄露，具有较高的可靠性。 

(2)本发明结构简单轻巧，安装方便，避免了由两个感应支架的重力引起的测量误差。