[发明专利]一种材料力学性能的无损变温测试装备及方法

说明书

本发明公开了一种材料力学性能的无损变温测试装备，包括外部信息及处理系统和一体化的密闭检测装置，外部信息及处理系统包括：示波器，用于显示超声波回波图像，脉冲信号收发仪，用于产生电脉冲信号，超声换能器，是用于发射超声波和接收回波的探头，根据示波器显示的回波图像，通过选取恒定稳定周期的波形，计算横波和纵波的速度；一体化密封检测装置包括：外壳部分，用于固定整个测试系统和提供保温隔热功能，平台部分，用于放置试样进行测试及旋转试样，传动部分，用于对所述平台部分进行传动。本发明还提供了一种材料力学性能的无损变温测试方法，该方法其具有不损伤测试材料，温度可调节，测样可变位，可测三维力学性能等特点。

技术领域

本发明涉及材料检测技术领域，特别涉及一种材料力学性能的无损变温测试装备及方法。

背景技术

目前在原材料力学性能检测领域，检测装置采用机械式的夹持，引伸计等的电测方式为主，传统的检测装置存在如下诸多的痛点，缺少一种新型的材料力学性能检测装置。

传统检测装置主要以加载变形式的为主，需要对试样进行结构性的破坏试验方能测得数据，并且接触式的夹具容易造成受力不均匀，夹持部位应力集中导致整体测量不可避免地产生误差，故需要一种无损的检测方式。

高分子材料力学性能试验通常在常温下进行，但在实际使用过程中，管材使用工况不仅仅限于常温状态，波动范围可能非常的大。例如对于PPR管材而言，北方地区冬天的使用存在低温脆断的问题；对于一些复合增强管材，可存在着高温服役的工况，加之部分高分子材料随温度力学性能波动性大，常温下的力学性能检测结果难以涵盖整个管材使用周期的工况，故需要一种变温的检测装置。

对于部分各向异性的材料，如RTP管材所需的玻璃纤维增强的复合预浸带，其力学性能在各个方向上差异很大，因此需要确定三个主方向上的杨氏模量与泊松比等。常规的单轴试验仅适用于同质的各向同性材料，但随着一些增强复合管道的市场日渐扩大，也需要一种对于各向异性材料的力学性能检测的装置及方法。

对于常规的力学性能检测装置，其测量结果通常代表单个试样的整体力学性能，但实际过程中，材料并不是连续均匀的，甚至存在着裂纹及损伤。普通测试装置无法测量试样内部各个部分的力学性能指标，也无法避免材料内部损伤对于检测试验的影响，因此需要一种可探测试样不同位置力学性能的测试装置。

发明内容

针对上述问题情况，本发明提供一种材料力学性能的无损变温测试装备及方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种材料力学性能的无损变温测试装备，包括外部信息及处理系统和一体化的密闭检测装置，其中外部信息及处理系统包括：示波器，用于显示超声波回波图像，脉冲信号收发仪，用于产生电脉冲信号，超声换能器，是用于发射超声波和接收回波的探头，包含有横波和纵波两种类型，根据示波器显示的回波图像，通过选取恒定稳定周期的波形，计算横波和纵波的速度；所述一体化密封检测装置包括：外壳部分，用于固定整个测试系统和提供保温隔热功能，平台部分，用于放置试样进行测试及旋转试样，传动部分，用于对所述平台部分进行传动，可带动试样实现270度旋转。

进一步的，所述超声换能器设置有三个，分别设置在相互垂直三个方向上，所述超声换能器是可伸缩的。

进一步的，所述外壳部分包括下部外壳，上部外壳，把手和合金合页，所述下部外壳和上部外壳通过合金合页活动连接，所述上部外壳还设有可视化的中空玻璃层，方便测试中调节探头与试样的相对位置。

进一步的，在所述下部外壳的侧壁下部设有通孔，加热气体可通过通孔进入到密闭检测系统内，可通过气体温度调节密闭检测系统所需温度。