[实用新型]基于电动缸驱动的高温拉伸-疲劳力学性能测试仪

说明书

本实用新型涉及一种基于电动缸驱动的高温拉伸‑疲劳力学性能测试仪，属于力学性能测试领域。包括移动平台，高温模块、测试模块，测试模块通过电动缸直接驱动，中间传动环节少，实现拉伸、疲劳单一载荷以及拉伸‑疲劳复合载荷的加载。高温模块采用双腔式高温加热炉，测试模块的夹具体单元可待双腔式高温加热炉达到指定温度后由移动平台带动，进入加热腔内部进行相关力学性能测试，以满足特定材料的测试需求。结构简单，传动环节少，测量精度高，有效的解决了温度加载过程中夹具的热变形对力学性能测试的影响。为揭示材料在温度场以及复合载荷耦合作用下的力学性能提供了新方法，对于指导未来资源探索、航空航天等方面都具有重要的现实意义。

技术领域

本实用新型涉及材料微观力学性能测试领域的精密科学仪器领域，特别涉及一种基于电动缸驱动的高温拉伸-疲劳力学性能测试仪。该仪器可以对在高温条件下承受拉伸-疲劳载荷材料的失效机制进行研究，为揭示材料在温度场以及复合载荷耦合作用下的力学性能及微结构演化行为提供了新方法。

背景技术

材料是国民经济的基础和高新技术的支撑与先导。提高材料性能测试水平，是保障产品性能与使用寿命的关键。材料及其制品在交变载荷作用时，虽然其所受的载荷幅值远低于其屈服强度或抗拉强度，但经过反复的、长期的变形累积，最终仍会发生断裂破坏的行为。实践表明，机械部件或结构的破坏绝大多数是由疲劳引起的。由于缺乏对材料疲劳失效机理及疲劳微观力学性能的深入研究，各类因材料疲劳失效引起的事故因其难以预测性和极大破坏性而造成了巨大的经济损失。因此，开发研制能与原位观测手段集成的疲劳力学性能测试仪器迫在眉睫。

此外，材料及其制品服役环境复杂，不可避免受到多载荷多物理场耦合作用。而多数高压蒸汽锅炉、汽轮机、航空发动机等长期在高温条件下服役，此时依据常温下测得的力学参数进行设计，难以保证结构的安全性。因此，如果能在材料力学性能测试中，开发一种可以提供接近材料真实受力情况，模拟材料所处的真实环境的力学测试仪器，就能更加准确的获得材料在实际服役条件下的力学性能。

现有的高温拉伸-疲劳力学性能测试仪器，一般结构复杂，中间传动环节较多，例如2015年刘阳等人设计的高温原位拉伸-疲劳测试系统及其测试方法（CN104913981A）；有些高温疲劳装置加载力小且加热环境为空气，例如2015年马志超等人设计开发的复合应力下微构件高温疲劳性能测试装置及方法（CN104677746A）；这样设计的缺点是：（1）中间传动环节多导致试件变形测量存在较大误差；（2）空气中加热会致使试件产生严重的氧化；（3）加载力小导致试件无法在塑性区域进行疲劳试验，使用受限。此外，现有多数高温力学性能测试仪器的夹具部分随加热腔同时升温，夹具热变形会对试验结果产生影响。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于电动缸驱动的高温拉伸-疲劳力学性能测试仪，解决了现有技术存在的上述问题。本实用新型具有以下特点：（1）中间传动环节小，试件变形测量相对精确；（2）采用电动缸驱动，疲劳加载力较大；（3）采用双腔式高温加热炉，夹具体可直接伸入指定温度的真空环境中进行相关力学性能测试。本实用新型提供了一种可以模拟材料真实服役状态下的高温拉伸-疲劳的实验方法，对于揭示材料疲劳失效的微观变化具有重要意义。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

基于电动缸驱动的高温拉伸-疲劳力学性能测试仪，整体采用卧式布置，包括力学性能测试模块、高温加载模块以及移动平台，所述力学性能测试模块置于移动平台上，移动平台实现力学性能测试模块的轴向运动；所述高温加载模块的双腔式高温加热炉7置于力学性能测试模块的一侧；双腔式高温加热炉达到设定温度后，移动平台带动力学性能测试模块的夹具体单元，进入双腔式高温加热炉的高温腔22内部进行力学性能测试。