[发明专利]一种工程材料抵抗温度变化的力学性能试验与评价方法

摘要

本发明提供了一种工程材料抵抗温度变化的力学性能试验与评价方法：试验与评价方法一方面通过两端无约束温度应力试验A来评价工程材料在高温、低温循环往复变化条件下的变形特性；另一方面通过两端约束温度应力试验B来评价工程材料在在高温、低温循环往复变化条件抵抗温度应力的能力。本发明的方法可以有效地测试工程材料在循环温度应力作用下的力学响应，了解其力学行为，揭示其力学特性，从而评价工程材料抵抗循环温度应力和变形作用的能力，从而更清楚地认识该工程材料在复杂的服役环境下受到温度变化对其力学特性的影响规律。

主权项

1.一种工程材料抵抗温度变化的力学性能试验与评价方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制作基础试验装置：基础试验装置包括多根导向杆(1)、中间板(2)、上固定板(3)及下固定板(4)，所述上固定板与下固定板分别固定在导向杆的上下两端，所述中间板设置于上固定板与下固定板之间，中间板上设有供导向杆穿过的导向孔，中间板可沿导向杆长度方向来回滑动；2)同时或先后进行两端无约束温度变形试验A与两端约束温度应力试验B；两端无约束温度变形试验A包括以下步骤：A‑1)制取一组步骤1)所得到的基础试验装置作为试验装置A；A‑2)安装试件A：取试件A并在试件A内部或表面安装温度传感器A(5)，在试件外壁连接位移传感器一(6)，将安装有温度传感器A及位移传感器一的试件A用胶粘剂粘接在试验装置A的中间板与下固定板之间；所述粘接过程可以发生在设置温度传感器A(5)和位移传感器一(6)的步骤之前或之后；两端约束温度应力试验B包括以下步骤：B‑1)另制取一组步骤1)所得到的基础试验装置，在中间板与上固定板之间固连拉压力传感器(7)，构成试验装置B；B‑2)安装试件B：取材质及成分与试件A相同的试件B并在试件B内部或表面安装温度传感器B(8)，将安装有温度传感器B的试件B用胶粘剂粘接在试验装置B的中间板与下固定板之间；步骤B‑1))中设置拉压力传感器(7)的步骤可以发生在步骤B‑2))之前、之后或同时；3)将分别安装了试件A与试件B的试验装置A与试验装置B置于环境箱(9)中；4)启动环境箱对试件A与试件B提供N个高低温循环，每一个高低温循环均使得试件A与试件B从起点温度升高或降低至终点温度，再从终点温度降低或升高至起点温度，起点温度与终点温度的差值在10℃以上，其中起点温度及终点温度与试件服役环境的高低温端值相等或相近，其中N为大于或等于2的整数；在每一个高低温循环过程中实时采集温度传感器A、温度传感器B、拉压力传感器及位移传感器一的数值，位移传感器一用于测试试件A在高低温循环过程中的实时应变，拉压力传感器用于测试试件B在高低温循环过程中受到的应力；以温度传感器A与温度传感器B分别反馈的试件A与试件B的实时温度为关联参数，采集每一个高低温循环过程中试件A与试件B在相同的温度下分别对应的实时应变值与实时应力值，得到与各个高低温循环对应的该种工程材料的应力‑应变关系封闭曲线；5)对比各个高低温循环对应的应力‑应变关系封闭曲线面积的差值情况，得到该服役环境温度的循环作用下该工程材料内部因非弹性变形耗散的能量，从而直观地描述并掌握该工程材料在循环的温度应力作用下造成的损伤和疲劳破坏的发展过程，实现对该工程材料抵抗温度应力性能的评价。