[发明专利]测试超高温环境中试样蠕变性能的装置及测试方法

权利要求书

1.一种测试超高温环境中试样蠕变性能的装置，计算机（1）、温度控制器（2）、测量控制器（3）、电液伺服试验机（7）、惰性气体（5）和水冷系统（6）；其特征在于：还包括设置在电液伺服试验机（7）上夹块和下夹块之间的简支弯曲测试装置（4）；所述简支弯曲测试装置（4）包括上过渡连接杆（8）、第一防转螺母（9）、压头（10）、试样紧固螺母（12）、固定装置（13）、可移动卡槽（15）、第二防转螺母（16）、下过渡连接杆（17）；上过渡连接杆（8）通过螺栓连接压头（10）并配有第一防转螺母（9），压头（10）下端为固定装置（13），固定装置（13）内设有固定试样（11）的试样紧固螺母（12），使固定试样（11）呈水平位置；固定装置（13）的下端与下过渡连接杆（17）上端螺栓连接并配有防转螺母（16）；下过渡连接杆（17）下端与电液伺服试验机（7）下夹块直接连接；固定装置（13）的底部设有可移动卡槽（15），可移动卡槽（15），上设有多个并列的槽口，用于调整压头（10）与试样（11）的相对位置。

2.根据权利要求1所述的测试超高温环境中试样蠕变性能的装置，其特征在于：所述压头（10）和试样紧固螺母（12）采用碳碳复合材料。

3.一种利用权利要求1或2所述测试超高温环境中试样蠕变性能的装置测试蠕变性能的方法，所述蠕变性能为蠕变常数和应力指数；其特征在于步骤如下：

步骤1：将被测试样（11）由试样紧固螺母（12）固定在固定装置（13）上，并处于水平状态；然后将固定装置（13）置于压头（10）与下过渡连接杆（17）之间，并一起安放在电液伺服试验机（7）上夹块和下夹块之间，并使压头处于试样的中心位置；所述被测试样（11）为长条形试样；

步骤2：调节温度控制器使试验温度达到预设的试验温度；

步骤3：由可移动卡槽（15）将被测试样（11）与压头（10）选择在不同的相对位置，根据预设的蠕变载荷曲线对控制软件进行设置，然后驱动试验机，使得被测试样（11）受到压头（10）的压力而产生变形进行试验；所述控制软件采用FT console或SAX；

过程如下：

(1)、驱动试验机根据预设的蠕变载荷曲线的控制，通过压头（10）对被测试样（11）加压，计算机采集试验机上下夹块之间的距离变化即为被测试样加压点处的弯曲挠度变化值；

(2)、根据采集到的弯曲挠度绘制成弯曲挠度—时间曲线，得出稳态的挠度率；

步骤4：通过可移动卡槽（15）改变被测试样（11）与压头（10）的相对位置，重复步骤3，得出不同压头位置下的稳态挠度率；

步骤5；使用有限元软件ABAQUS设置一组假定的蠕变常数B和应力指数n，在与试验相同的蠕变载荷下进行有限元分析，获取稳态挠度率—蠕变应力指数—蠕变常数变化曲线；

步骤6：将步骤4试验获得的稳态挠度率和步骤5所得的数值曲线在同一坐标系下进行重合绘制，得到对应于不同压头位置下的两组蠕变常数—应力指数曲线，获得的两组曲线的交点为材料初步的蠕变参数；

步骤7：根据步骤6所得到的结果，更新有限元计算所设置的B和n的假定值，重复上述步骤5和步骤6，直到两次结果误差在误差范围内收敛，最后一次所得到的结果为材料的蠕变参数。