[实用新型]高温弯曲疲劳原位测试装置

说明书

本实用新型涉及一种高温弯曲疲劳原位测试装置，该装置由电磁谐振加载模块、液压加载模块、高温加载模块、原位监测模块、试样夹持装置组成。其中，电磁谐振加载模块能够实现对被测试样高频弯曲疲劳加载；液压加载模块能够实现对被测试样低频弯曲疲劳加载；高温加载模块能够实现对被测试样高温及变温环境加载；原位监测模块能够监测试样裂纹萌生、扩展的特征和机理；试样夹持装置可实现对不同尺寸、不同形状被测试样的牢固夹持与精确定位。本实用新型可用于高温弯曲疲劳性能的高分辨率原位测试，为航空航天、汽车制造、轨道交通等领域材料弯曲疲劳性能测试、服役安全性保障提供了一种可行性技术手段。

技术领域

本实用新型涉及精密科学仪器领域，特别涉及一种高温弯曲疲劳原位测试装置。本实用新型基于电液伺服驱动技术、电磁谐振驱动技术、辐射式电阻体间接加热技术，实现对被测试样高温弯曲疲劳加载以及静动态机械载荷复合加载。并集成表面变形损伤测量组件、微观组织结构测量组件，实现对被测试样微观力学行为、变形损伤模式与性能演化规律的并行精准原位测量。本实用新型结合原位测试仪器，提出了一种高温弯曲疲劳原位测试装置，可用于材料高温疲劳、弯曲疲劳以及高温弯曲疲劳测试；本实用新型为一种功能集中型疲劳试验机，能够代替传统功能单一型疲劳试压机。

背景技术

金属疲劳断裂现象最早从18世纪60年代开始进入人们视野，随着蒸汽机车在第一次工业革命中的大量涌现，一系列疲劳断裂事故也随之发生。19世纪出现了更多的重型卡车、汽车、轮船等大型机械，伴随而来的还有受循环载荷作用的关键部件的断裂失效；直到第二次世界大战中，被投入战争的大规模船舰在冷水中发生了严重的开裂事故，这迫使当时的人们真正认识并了解金属疲劳断裂现象。

在航空航天、汽车制造、轨道交通等领域，关键结构材料疲劳失效酿成的悲剧屡见不鲜。 1998年德国高铁事故至今仍是世界抹不去的伤痛，这场造成101人死亡、88人重伤、106 人轻伤的史上最惨烈高铁悲剧起因是车轮轮毂疲劳断裂；国防工事上较为引人注目的是美军 F-15C鹰式战斗机凌空解体，起因是持续性的高强度飞行活动使结构出现疲劳。随着科学技术的不断进步，上述关键领域中核心零部件的服役工况愈发恶劣。因此，建立有效而可靠的疲劳测试装置及测试方法，保障材料服役安全性成为现阶段亟需解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高温弯曲疲劳原位测试装置，解决了现有技术存在的上述问题，满足航空航天、汽车制造和核工业等众多关键领域材料的测试需求。测试装置由电磁谐振加载模块、液压加载模块、高温加载模块、原位监测模块、试样夹持装置组成。其中，电磁谐振加载模块能够实现对被测材料试样100～4000Hz的高频弯曲疲劳加载；液压加载模块能够实现对被测材料试样0.01～100Hz、0～10kN的低频弯曲疲劳加载；高温加载模块能够实现对被测材料试样RT～1100℃的高温及变温环境加载；原位监测模块能够监测试样裂纹萌生、扩展的特征和机理；试样夹持装置可实现对不同尺寸、不同形状被测材料试样的牢固夹持与精确定位。本实用新型可用于材料高温低周、高周以及超高周弯曲疲劳性能的高分辨率原位测试，高度模块化、功能多样、试验频率范围广，为汽车制造、核工业等领域材料弯曲疲劳性能测试、服役安全性保障提供了一种可行性技术手段。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：