[发明专利]一种热冲击载荷作用下部件热疲劳特性的试验测试平台

说明书

本发明涉及一种热冲击载荷作用下部件热疲劳特性的试验测试平台，属于测试装备技术领域。本发明包括加热装置、工位交换装置、冷却装置、控制装置，通过直线气缸带动直线导轨，以实现两工件交替变换加热工位和冷却工位，实现冷却机构分别对两工件进行冷却。本发明可以设定工件表面温度或试件加热冷却时间为控制条件，可同时对两个工件进行试验，一个进行加热，一个进行冷却，简单、实用、效率高，可以方便、快捷的对工件的热冲击和热疲劳强度进行试验研究，能够有效的缩短试验周期和节约成本，并提高试验研究的准确性。

技术领域

本发明涉及一种热冲击载荷作用下部件热疲劳特性的试验测试平台，特别是一种应用于内燃机活塞、缸盖、排气管、涡轮、缸套以及其它机械受热零部件热强度考核的试验测试平台，属于测试装备技术领域。

背景技术

伴随着科学的发展、技术的进步，内燃机不断使用多气门技术、废气涡轮增压技术、电子控制燃油喷射技术、分层燃烧技术、EGR排气再循环技术等以提高内燃机的热效率、升功率和升扭矩、降低排放、降低油耗。内燃机强化程度的不断提高，导致内燃机高的热负荷问题，尤其是组成内燃机燃烧室的受热部件如活塞、缸盖、气缸套等的热负荷不断增加，热应力和热变形不断增大，受热部件的工作环境日益恶化，使受热部件材料的高温力学性能下降，导致其可靠性和使用寿命降低。如果在内燃机受热部件的材料、设计、加工工艺等方面的设计或技术改进不当（结构设计不合理、冷却能力不足、材料热强度不足等），活塞、缸盖、排气管、涡轮、缸套以及其它受热零部件将无法满足使用要求，会产生裂纹等损伤，甚至导致整机报废，严重阻碍着发动机的寿命、可靠性、经济性和排放性等性能的提升，制约着高强化内燃机的进一步发展。因此，自主设计研发一台高效率、高自动化的受热零部件热疲劳模拟试验测试考核平台，不仅可以为高强化内燃机受热部件的可靠性和耐久性设计提供考核手段，而且可以为受热部件热疲劳基础理论、试验标准和规范的研究提供可靠的试验平台。与此同时，模拟试验研究具有准确性高、拓展性好、试验周期短、能耗低、效率高和适用性广优势，是一种有效的研究手段。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种热冲击载荷作用下部件热疲劳特性的试验测试平台，用于解决受热零部件的热疲劳实验研究中存在的准确率不高、能耗高、效率低、适用性不广的问题，应用于内燃机活塞、缸盖、排气管、涡轮、缸套以及其它受热零部件强度考核的试验平台，结构简单、实用、工作效率高。

本发明技术方案是：一种热冲击载荷作用下部件热疲劳特性的试验测试平台，包括加热装置6、工位交换装置、冷却装置、控制装置；加热装置6上设有保温腔7；工位交换装置包括直线导轨I23、直线导轨II25、直线气缸I3、工件夹具10、直线气缸II12、直线气缸III15、直线气缸IV21、直线气缸V24、工件支架20；冷却装置有冷却系统17；控制装置包括红外测温仪I8、红外测温仪II16、红外测温仪III19；

所述试验箱体1内安装试验台支架2，试验箱体1的左上部分为加热装置6和保温腔7，工件I5和工件II18分别由工件夹具10固定在两个工件支架20上，两个工件支架20分别与直线气缸I3和直线气缸IV21连接，两个工件支架20分别安装在直线导轨I23的两个轨道上，并且两个工件支架20均可沿直线导轨I23的轴线方向滑动，直线导轨I23安装在直线导轨II25上，直线导轨I23与直线气缸V24相连接，并且直线导轨I23可沿直线导轨II25的轴线方向滑动，直线导轨II25固定在试验台支架2上，红外测温仪I8位于工件I5正后方，且固定在工件I5的工件支架20上，红外测温仪III19位于工件II18正后方，且固定在工件II18的工件支架20上，红外测温仪II16与直线气缸II12相连接，并存在两个工位，分别用来测量工件I5和工件II18在其冷却工况下的顶部温度，冷却系统17与直线气缸III15连接，并存在两个工位，分别对工件I5和工件II18交替冷却。