[发明专利]用于试件疲劳试验的环境模拟装置和疲劳试验设备

说明书

本发明涉及一种用于试件疲劳试验的环境模拟装置和疲劳试验设备，其中该环境模拟装置包括：用于容纳试件的测试箱，在测试箱的侧壁上开设有能够分别允许试件的两端穿出的两个通孔；用于向测试箱内注入实验气体以模拟气体环境的气体注入装置；以及用于向测试箱内注入实验液体以模拟液体环境中至少一种流动状态的液体注入装置。根据本发明的用于试件疲劳试验的环境模拟装置不仅能够模拟由气体环境与液体环境所组成的复杂环境，而且还能够为施载测量装置中的拉伸载荷加载装置、例如卧式疲劳试验机提供便利的测量条件。

技术领域

本发明涉及一种用于试件疲劳试验的环境模拟装置，该环境模拟装置不仅能够模拟由液体环境和气体环境组成的复杂环境，例如海洋环境与其上方气候环境所组成的复杂环境、湖泊环境与其上方气候环境所述组成的复杂环境，而且还能够为施载测量装置中的载荷加载装置(例如卧式疲劳试验机)和/或引伸计提供便利的测量条件。另外，本发明还提供了一种包括上述环境模拟装置和施载测量装置的疲劳试验设备。

背景技术

试件在特定环境下的疲劳强度是决定试件在实际应用中的重要指标。以海洋结构为例来说，海洋石油钻井、采油、储油及系泊平台、海底输油管线、温差电站等海洋结构中不可或缺相应部件。若能通过试件代替这些部件，并通过疲劳试验对试件在其所处环境下的疲劳强度进行测试，就可以准确地评估这些部件在所处环境下的适应性和使用寿命，由此可以有效评估和预防海洋结构所要发生的事故风险。

中国专利申请CN101660985A公开了一种在加载过程中实现同步干式交替加速腐蚀的设备，该设备包括控制系统、控温系统、控湿系统、喷雾系统和腐蚀疲劳箱。该设备通过控制系统、控温系统、控湿系统和喷雾系统能够在腐蚀疲劳箱内模拟出干湿交替且温度可控的气体环境。由此可知，该设备能够模拟海洋或湖泊等液体环境上方的气体环境，但是其无法直接模拟由气体环境与液体环境所述组成的复杂环境，更加无法模拟液体环境中的平流、波浪、飞溅(由河水或海水冲击岸边所形成)等流动状态对气体环境和试件的影响，因此使用该设备是无法准确评估由试件(即海洋结构中部件的代替物)在气体环境与液体环境所组成的复杂环境中的疲劳强度。

因此，需要一种能够模拟由气体环境与液体环境组成的复杂环境的环境模拟装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于试件疲劳试验的环境模拟装置，其能够模拟由气体环境与液体环境所组成的复杂环境。同时，本发明还提供了一种用于测量试件疲劳强度的疲劳试验设备，其能够在模拟的由气体环境与液体环境组成的复杂环境中测量试件的疲劳强度。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于试件疲劳试验的环境模拟装置，其包括：用于容纳试件的测试箱，在所述测试箱的侧壁上开设有能够分别允许所述试件的两端穿出的两个通孔；用于向所述测试箱内注入实验气体以模拟气体环境的气体注入装置；以及用于向所述测试箱内注入实验液体以模拟液体环境中至少一种流动状态的液体注入装置。

进一步地，所述环境模拟装置还包括设在所述测试箱内的溅液板，以用于促使由所述液体注入装置注入到所述测试箱内的实验液体飞溅到所述试件上。

进一步地，所述液体注入装置包括蓄液箱、连通所述蓄液箱与测试箱的且带注液泵的注入管路和连通所述蓄液箱与测试箱的回流管路。

进一步地，所述液体注入装置还包括：设在所述测试箱内并与所述注入管路相连的喷液嘴，和/或用于加热所述实验液体的加热器。

进一步地，所述气体注入装置包括储气箱、通气式连接在所述测试箱与储气箱之间的注气泵和与所述储气箱相连的排气机构。

进一步地，所述排气机构包括连通所述储气箱和外界大气的抽气泵。

进一步地，所述环境模拟装置还包括开设在所述测试箱上的能够允许引伸计的测试头插入所述测试箱内的第一测试孔。