[发明专利]一种热环境双向加载试验设备和试验方法

权利要求书

1.一种热环境双向加载试验设备，其特征在于，用于对十字形试件进行光学散斑应变测量，包括：

机架，其包括工作台，以所述工作台为中心、呈十字形分布的四个侧支架以及光学测量支架；

加热炉，其设置于所述工作台上，所述加热炉的周向侧壁形成有四个壁孔，所述加热炉的顶壁设置有观察窗；

四个拉伸装置，分别设置在四个侧支架上，所述拉伸装置包括拉伸杆、夹头、测力传感器以及直线驱动机构，其中，所述拉伸杆以可相对所述侧支架做直线运动的方式设置于所述侧支架，所述拉伸杆的一端设置有用于夹持所述试件的一个臂的夹头，所述拉伸杆通过所述壁孔伸入至所述加热炉的内部，从而使所述夹头位于所述加热炉的内部，致使所述试件受到四个夹头的夹持而处于加热炉内，所述直线驱动机构连接至所述拉伸杆，以驱动所述拉伸杆直线运动，所述测力传感器设置于所述拉伸杆上，用于测量所述拉伸杆向所述试件施加的拉力，四个拉伸杆的直线运动路径以所述加热炉为中心，呈十字形分布；

光源，其通过所述光学测量支架设置于所述观察窗的上方，用于对所述加热炉的内部提供照明；

摄像头，其通过所述光学测量支架设置于所述观察窗的上方，用于采集位于所述加热炉内的试件中心区域的图像；

所述夹头包括夹持部以及设置于所述夹持部顶部的配重块，以使所述夹头的重心保持在所述拉伸杆的上方；所述夹头的顶部设置有吊钩；所述夹持部的下部形成有由一横向部分和纵向部分连通而成的T形卡槽，且所述纵向部分的侧向开口形成在所述夹持部的与所述拉伸杆相近的一个侧面，所述T形卡槽的底面开口形成在所述夹持部的底面，所述拉伸杆的一端呈T形，所述拉伸杆的一端经由所述底面开口以及所述侧向开口进入所述T形卡槽，卡制于所述T形卡槽内。

2.如权利要求1所述的热环境双向加载试验设备，其特征在于，还包括：

温度控制系统，其连接至所述加热炉，用于控制所述加热炉的加热温度；

直线驱动机构控制系统，其连接至四个直线驱动机构，用于控制四个直线驱动机构工作；

数据处理系统，其连接至所述温度控制系统、所述直线驱动机构控制系统以及四个测力传感器，用于根据所述温度控制系统的温度信号向所述直线驱动机构控制系统输出控制信号，以使所述四个直线驱动机构驱动四个拉伸杆向远离所述加热炉的方向做直线运动，以对所述试件进行拉伸，以及用于根据所述试件中心区域的图像和每个测力传感器测量到的相应拉伸杆的拉力值进行所述试件的应力应变分析。

3.如权利要求2所述的热环境双向加载试验设备，其特征在于，

所述拉伸装置还包括位移传感器，所述位移传感器设置于所述拉伸杆的直线运动路径上，用于测量所述拉伸杆的直线运动距离；

所述数据处理系统用于接收为每个直线驱动机构预先设定的一个目标位移值，以及用于根据每个位移传感器实时测量的相应拉伸杆的直线运动距离向所述直线驱动机构控制系统输出控制信号，以使所述四个直线驱动机构同时且持续地驱动四个拉伸杆向远离所述加热炉的方向做直线运动，直至每个位移传感器实时测量的相应拉伸杆的直线运动距离达到相应的目标位移值。

4.如权利要求3所述的热环境双向加载试验设备，其特征在于，所述直线驱动机构为液压缸，所述直线驱动机构控制系统为液压控制系统。

5.如权利要求1所述的热环境双向加载试验设备，其特征在于，所述光学测量支架包括固定架和升降架，其中，所述固定架设置于所述工作台上，所述升降架以可升降的方式设置于所述固定架的上部，并受到所述固定架的支撑，位于所述加热炉的上方，所述升降架包括横梁，可滑动地设置在所述横梁上的滑动座以及设置在所述横梁的固定座，所述光源安装于所述滑动座上，所述摄像头安装在所述固定座上，一升降驱动机构设置于所述固定架，所述升降驱动机构连接至所述升降架，以驱动所述升降架升降，从而调节所述光源和所述摄像头的高度；所述加热炉的顶壁开设一开口，所述观察窗可拆卸地设置于所述开口上。