[发明专利]一种液氧环境疲劳试验系统及液氧环境疲劳试验方法

权利要求书

1.一种液氧环境疲劳试验系统，包括疲劳试验装置、液氧环境控制单元、液氧环境密封单元和液氧供给单元，

所述疲劳试验装置包括机架、电液伺服控制器、上夹具和下夹具，

其中，所述机架包括底座、多根支承杆、活塞、上横梁、下横梁、多根拉杆和吊盘，

所述多根支承杆垂直安装在水平设置的底座上，所述上横梁和所述下横梁安装在所述支承杆的上部，且所述下横梁位于所述上横梁的下方，

所述活塞安装于上横梁且从下横梁所具有的开孔中穿过，所述活塞受电液伺服控制器控制，并且通过设置在所述活塞下端的上夹具对试样施加规定频率的载荷，

所述吊盘通过所述多根拉杆固定在所述下横梁的下表面，在所述吊盘的顶部安装所述下夹具，并且在试验过程中所述多根拉杆及所述吊盘被下述液氧环境箱包围；

所述液氧环境控制单元包括液氧环境箱、升降机、液位传感器、压力传感器、供液电磁阀和泄放阀，

其中，所述升降机用于调节所述液氧环境箱的高度，在工作状态下，所述升降机托举所述液氧环境箱，使得所述液氧环境箱的上部开口与所述下横梁的下表面之间气密密封；

所述液位传感器检测所述液氧环境箱内的液氧的液位水平，当液氧的液位水平低于第一规定液位值时，根据所述液位传感器的反馈信号打开所述供液电磁阀以导入液氧，当液位高于第二规定液位值时，关闭供液电磁阀；

所述压力传感器检测所述液氧环境箱内的气压，当液氧环境箱内的气压高于第一预定气压值时，根据所述压力传感器的反馈信号打开所述泄放阀以排出部分氧气，当气压降至第二预定气压值时关闭所述泄放阀，所述第二预定气压值大于大气压；

所述液氧环境密封单元包括波纹管，所述波纹管的上端固定在所述活塞的位于所述上横梁和所述下横梁之间的部位，下端固定于所述下横梁的上表面，使所述波纹管与所述活塞和所述下横梁的固定连接形成为气密连接。

2.如权利要求1所述的液氧环境疲劳试验系统，其特征在于，在所述活塞的位于所述上横梁和所述下横梁之间的部位形成有与活塞一体成形的凸缘部，所述波纹管的上端通过环列的螺栓紧密固定于所述凸缘部。

3.如权利要求1或2所述的液氧环境疲劳试验系统，其特征在于，所述波纹管的下端通过环列的螺栓紧密固定在所述下横梁的上表面。

4.如权利要求2所述的液氧环境疲劳试验系统，其特征在于，在所述波纹管和所述凸缘部之间及所述波纹管和所述下横梁的上表面之间设有密封垫片。

5.如权利要求1所述的液氧环境疲劳试验系统，其特征在于，在所述液氧环境箱的上部开口和/或所述下横梁的下表面的与该开口对应的部位设置有密封构件。

6.如权利要求4所述的液氧环境疲劳试验系统，其特征在于，所述液氧环境箱、所述波纹管、所述活塞、所述下横梁、及所述密封垫片全部由耐受液氧的材料构成。

7.如权利要求5所述的液氧环境疲劳试验系统，其特征在于，所述密封构件由耐受液氧的材料构成。

8.如权利要求6或7所述的液氧环境疲劳试验系统，其特征在于，所述耐受液氧的材料为选自不锈钢、镍铬合金、铝及其合金中的任一种金属材料，或者选自氮化硅、氧化铝基陶瓷、聚四氟乙烯、未增塑聚三氟氯乙烯及氟橡胶中的任一种非金属材料。

9.如权利要求1所述的液氧环境疲劳试验系统，其特征在于，所述液氧供给单元包括液氧罐和液氧供给管，所述液氧供给管与安装在所述液氧环境箱侧壁上的供液电磁阀连接，根据所述液位传感器的检测液位信号打开或关闭供液电磁阀，从而调节液氧环境箱内的液氧液位。

10.一种液氧环境疲劳试验方法，其特征在于，其为使用权利要求1～9中任一项所述的液氧环境疲劳试验系统测定试样的疲劳力学性能的方法，包括：

通过上夹具和下夹具将试样安装在疲劳试验装置上，

利用升降机托举空的液氧环境箱，使其上部开口紧密抵接在下横梁的下表面，

通过供液电磁阀将液氧供给单元连接至液氧环境箱，

液氧环境箱内的液位传感器和供液电磁阀共同作用，从液氧供给单元向液氧环境箱供给液氧，并使液氧保持一定的液位，以保证试样完全淹没在液氧中，

保温一定时间后，由电液伺服控制器通过活塞向试样施加规定频率的载荷，开始进行疲劳试验，

试验过程中液氧蒸发产生的氧气造成液氧环境箱内的气压上升，当液氧环境箱内的气压高于第一预定气压值时，压力传感器控制泄放阀打开，排出部分氧气，当气压降至第二预定气压值时关闭所述泄放阀，所述第二预定气压值大于大气压。