[发明专利]一种密闭加热炉内大型构件变形测量装置及其方法

说明书

本发明涉及一种密闭加热炉内大型构件变形测量装置及其方法，所述装置包括大底板、传感组件、触点组件和杠杆组件，所述传感组件固定连接在大底板上表面的后侧，所述触点组件滑动连接在传感组件的前侧，所述杠杆组件固定连接在大底板的中部，且所述杠杆组件的后端与触点组件底部接触。本发明采用杠杆式结构设计，将高温下的工件的变形转换为位移并传递到传感器上，这样，变形测量从高温炉内的高温区域转移到高温炉外的常温区域，实现了高温材料变形的定量研究，提高了测量精度；且高温区域的仪器部件均采用耐超高温材料制成，可靠性较高。

技术领域

本发明涉及高温力学测试技术领域，尤其涉及一种密闭加热炉内大型构件变形测量装置及其方法。

背景技术

高新技术领域和国防装备建设中的高温材料与结构需要承受复杂的热/力/氧化耦合或复杂燃烧环境，且由于材料本身性能的复杂性，在对应用到极端环境下的部件的设计、服役安全性评价时，必须掌握材料在高温氧化环境下的变形、强度等参数。然而，目前国内外对于高温力学评价还没有有效的方法，也缺乏相关的仪器设备。这主要是由于在高温氧化环境下，现有设备的发热体、夹具以及传感仪器难以承受。但是，目前高新技术和国防装备建设的发展迫切需要高温/超高温氧化环境下力学性能测试的装置。

在高温力学试验中，常用的变形测量方法分为接触式测量和非接触测量两种。接触式测量常用高温引伸计测量试件标距内的变形，但由于在高温环境下，引伸计的引伸臂与试件常用固定的方式(胶接、夹持、捆绑等)难以适用；此外，为了保证引伸计正常工作，常将高温炉的侧面炉壁开孔，仅将引伸臂置于炉中，传感测量部分置于炉外，这给高温炉的隔热密封设计带来了困难。非接触测量主要包括散斑技术、云纹、激光引伸计等方法，但一方面，随着温度的升高，试样表面的自辐射现象加重，由于加热炉窗口引起的图象扭转以及加热气体折射率的变化会引起图像的失真，大大影响图像的采集以及计算的精度；另一方面，非接触测量为采集到试样的变形信息，常在高温炉炉壁上开设观测窗，这给高温炉的结构、隔热及密闭设计带来了困难。

因此，如何提升高温环境下材料与结构力学试验方法和技术的研究能力，建立和完善高温环境下各项力学性能指标的测试、表征技术和评价标准，以满足高新技术领域和国防装备建设中的材料与结构在高温环境下的力学性能测试手段的强烈需求，已成为当前国内外高温试验仪器研发的重要课题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种密闭加热炉内大型构件变形测量装置，利用杠杆式结构实现炉内高温变形的实时测量，操作可靠且测量精度较高。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种密闭加热炉内大型构件变形测量装置，包括大底板和传感组件：该组件包括传感器下板、拉杆、传感器上板和传感器；所述传感器下板固定连接在大底板上表面后侧，所述传感器上板设置在传感器下板正上方，所述拉杆分别对称设置在传感器上板和传感器下板的左右两侧之间，所述传感器固定连接在传感器上板和传感器下板的中部区域之间；及触点组件：该组件包括滚轮，触点轴，触点架，压力架，配重块和压力杆；所述触点架滑动连接在前端两侧的拉杆之间，所述触点轴穿过触点架中部，所述滚轮通过滚轮轴与触点轴后端连接，所述滚轮与传感器前侧点接触，所述压力架固定连接在触点架顶端中部，所述压力杆后端上部通过连接轴与压力架前端连接，所述压力杆后端下部与触点轴前端通过卡槽配合连接，所述配重块穿过压力杆并与其前端滑动连接；以及杠杆组件：该组件包括杠杆套，杠杆，杠杆立柱，杠杆轴和杠杆中间块；所述杠杆立柱间隔一定距离的对称固定连接在大底板上表面中部的左右两侧，所述杠杆中间块下部通过杠杆轴连接在杠杆立柱中部之间，所述杠杆穿过杠杆中间块中部并通过螺栓与其固定连接，所述杠杆套分别通过螺栓固定连接在杠杆的前后两端。

进一步的，所述传感器、杠杆套、杠杆和杠杆轴均由耐超高温材料制成。

进一步的，所述的耐超高温材料为陶瓷基复合材料或六方氮化硼。

进一步的，所述拉杆与触点架之间、所述滚轮与触点轴之间均通过耐超高温的陶瓷套管连接。