CN103487336A - 一种固支直杆小试样蠕变试验方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型的测试材料高温蠕变性能的试验方法及装置，所述的试验装置包括加热模块、加载模块、装夹模块、位移测量模块和外部支架；所述试验方法包括设计制造固支直杆小试样、进行同一温度不同载荷下材料的多组蠕变试验、建立稳态蠕变速率曲线、获取Kachanov‐Rabotnov蠕变损伤本构方程、采用有限元进行参数优化。本发明解决了现有小试样技术中数据解析困难、试验影响因素多的问题，提供了一种操作简便、试验精度高、成本低的小试样蠕变试验方法，可为新材料开发、服役构件的高温完整性评定以及辐照后材料的性能评定提供基础数据。

Description

一种固支直杆小试样蠕变试验方法及装置

技术领域

本发明涉及一种固支直杆小试样蠕变试验方法，具体涉及一种采用固支直杆小试样来测试材料蠕变性能的试验方法。同时也涉及一种进行固支直杆小试样蠕变试验的装置。

背景技术

随着火电、核电和石化等高能耗产业的快速扩张，为提高设备及系统的能效，生产、制备、储存等过程工艺机械设备正向着高温、高压等高参数方向发展。因此，对于长时间服役于高温、高压环境的机械设备，其结构完整性具有极其重要的作用。

目前预测在役高温设备安全性和剩余寿命的常用方法主要是采用大尺寸标准试样进行传统蠕变试验。然而，对在役设备进行剩余寿命预测时，若所取材料体积太大，往往对设备造成较大损伤，尤其对于微小型设备，由于本身体积太小无法提供足够材料进行试验。基于上述考虑，小试样蠕变实验技术得以迅速发展。目前常用的小试样蠕变试验技术，主要分为两大类：一是将标准蠕变试样按比例缩小；二是新型试样，即小冲杆和压痕蠕变试验方法等。对于第一类试样，其加工过程需用电子束焊接技术将试验材料同夹持端焊接，制造过程复杂、成本高，试验过程中变形测量困难。对于小冲杆蠕变试验技术，在高温结构和材料的剩余寿命预测中应用较多，虽然目前欧洲已公布小冲杆蠕变试验方法的指导规程《CEN CWA156272006Part A:A Code of Practice for Small Punch Creep Testing》，但并非强制性标准，国内尚无小冲杆蠕变试验技术的标准，由于小冲杆试样在蠕变试验过程中变形复杂、非线性因素较多，造成试验数据解析困难、同传统单轴试验的关联多为经验、半经验和数值拟合公式，因此限制了该方法的推广应用。压痕蠕变试验是一种局部试验方法，同传统试验方法存在解析关联式，可获得材料蠕变变形数据，但由于压痕深度较小，为提高变形测量精度，试验时要求压头材料的强度要远高于测试材料，限制了该方法在高强度材料蠕变性能测试中的应用；同时，由于压痕蠕变试验方法仅能获取材料蠕变变形数据，无法进行剩余寿命预测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型测试材料蠕变性能的试验方法和装置。能够实现小试样方法同传统试验方法的解析关联，从而精准获得所需材料的蠕变变形及蠕变断裂数据等，实现蠕变剩余寿命的预测。

一种固支直杆小试样蠕变试验方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）、设计制造固支直杆小试样：所述的直杆小试样为具有矩形横截面的试样1，试样长度2L+l为19.8mm，宽度b=1.9mm，厚度2h=（0.8～1）mm，其中，L为夹具上模3所固定的试样两端的长度，每端长度皆为3.9mm，跨距l为12mm；

2）基于Kachanov-Rabotnov损伤本构方程，构建固支直杆小试样稳态蠕变位移速率与蠕变断裂时间模型如下：

${\stackrel{\·}{d}}_{\mathrm{ss}}={\left(\frac{2n+1}{2\mathrm{bn}}\right)}^n\frac{B{(l/2)}^{n+2}{P}^n}{4^{n+1}(n+2)h^{2n+1}}$

$A\frac{{(2n+1)}^{v+1}}{(v+4n+2){\left(2n\right)}^v}{\left(\frac{1}{b{h}^2}\right)}^v\frac{{(l/2)}^v}{4^v}{t}_f{P}^v=1$

其中，h、l、b为试样尺寸，P为试验载荷，

为稳态蠕变位移速率，t_f为蠕变断裂时间；

所述的Kachanov-Rabotnov损伤本构方程为：

$\stackrel{\·}{\mathrm{\ϵ}}=B{\left(\frac{\mathrm{\σ}}{1-D}\right)}^n$

$\stackrel{\·}{D}=\frac{1}{\mathrm{\φ}+1}\frac{{\mathrm{A\σ}}^v}{{(1-D)}^{\mathrm{\φ}}}$

其中，B和A为蠕变常数、n和v为蠕变应力指数、φ为损伤参数，为应变速率，

为损伤速率；

3）、进行固支直杆小试样蠕变试验：

进行相同试验温度不同载荷下材料的蠕变试验，其中试验温度等于所取试样材料的工作温度，试验载荷由所评定的设备的工作应力确定，载荷P在工作应力的±30%范围内；

固支直杆小试样蠕变试验结束后，获取并记录试样的载荷点位移-时间曲线；

4）、采用微分方法处理载荷点位移-时间曲线，获取材料的蠕变位移速率-时间曲线；在试样的蠕变位移速率-时间曲线中，蠕变速率随时间变化缓慢或几乎无变化时，所对应的蠕变速率即为该曲线试验载荷P下的稳态蠕变位移速率

5）、获取试验拟合的蠕变参数：

a)、获取蠕变参数B和n：将不同载荷P及相应的稳态蠕变位移速率

绘于双对数坐标系下，得到稳态蠕变位移速率—载荷关系曲线，按照步骤2）所述的稳态蠕变位移速率模型

${\stackrel{\·}{d}}_{\mathrm{ss}}={\left(\frac{2n+1}{2\mathrm{bn}}\right)}^n\frac{B{(l/2)}^{n+2}{P}^n}{4^{n+1}(n+2)h^{2n+1}}$

进行拟合求得材料常数B和n；

b)、获取材料蠕变损伤参数：将不同载荷P及相应的蠕变断裂时间t_f绘于双对数坐标系下，得到蠕变断裂时间—载荷关系曲线，按照步骤2）所述的蠕变断裂时间模型

$A\frac{{(2n+1)}^{v+1}}{(v+4n+2){\left(2n\right)}^v}{\left(\frac{1}{b{h}^2}\right)}^v\frac{{(l/2)}^v}{4^v}{t}_f{P}^v=1$

进行拟合求得参数A和v（=φ）；

6）、将步骤6）获得的蠕变参数B、n、A、v作为Kachanov-Rabotnov蠕变损伤本构方程的初值；

7）、采用ABAQUS有限元软件中的UMAT模块编写Kachanov-Rabotnov蠕变本构方程，输入Kachanov-Rabotnov方程参数初值对固支直杆小试样试验进行模拟，比较模拟结果与试验结果，调整Kachanov-Rabotnov方程参数，运用最小二乘法优化Kachanov-Rabotnov方程参数值，最终获得材料Kachanov-Rabotnov蠕变损伤本构方程的真实参数值。

所述的步骤1）的试样制作过程为，首先采用线切割将试验材料加工成20mm×2mm×1.1mm的直杆，然后用粒度1000目的金相砂纸将试样打磨至所述尺寸的试样1，最后再用粒度为2000目的金相砂纸对试样表面进行研磨，以消除肉眼可见划痕。

上述步骤3）所述的固支直杆小试样蠕变试验的步骤如下：

a)将试样1放入夹具下模10内，安装夹具上模3，拧入紧固螺栓22，将试样压紧，然后将压头2装入夹具上模3内，压头2靠自身重力同试样1的上表面接触，压头2下端压紧直杆小试样1的中间区域；试样安装完毕后，将整个夹具装入高温炉13内，整个夹具依靠下模10的螺纹同顶杆14连接；

b)开启伺服电机16，调整顶杆14的位置，直至压头2同压杆12距离1～2mm为止（此时压头2和压杆12不接触），调整完毕后关闭高温炉13；

c)将位移传感器6装于支架7上，调整位移传感器6的位置，使其与测量板8接触，并将位移值清零；

d)将力传感器15清零，在工控机4中设定试验载荷P、试验时间t和试验温度T，启动试验；

e)试验过程中，试样的变形数据通过位移传感器6采集到工控机4中进行记录、存储，直至试样1断裂、试验结束。

所述的固支直杆小试样蠕变试验进行至少4组蠕变试验以获取材料的蠕变变形参数B和n，进行至少5组蠕变试验以获取材料的蠕变损伤参数A、v、φ。

本发明提供的固支直杆小试样蠕变试验装置为：

所述的固支直杆小试样蠕变试验装置，包含加热模块、加载模块、装夹模块、位移测量模块和外部支架；所述的加热模块，包括一台带有温控仪9的高温炉13，通过炉架18固定在外部支架的支柱5上，热电偶19固定在夹具下模10上，温控仪9通过电缆线同工控机4连接；所述加载模块包括，安装于外部支架上的压杆12，试验过程中同压头2接触，压头2为半圆柱状，压头半径R=1mm，顶杆14同安装于底座17的伺服电机16相连，力传感器15位于顶杆14和伺服电机16之间，伺服电机16和力传感器15通过电缆线同工控机4连接；所述装夹模块包括，同顶杆14螺纹连接的夹具下模10，夹具上模3同夹具下模10由紧固螺栓22连接；所述测量模块，包括安装于支架7上的位移传感器6，位移传感器6同测量板8垂直接触，测量板8固定在顶杆14上，随顶杆14上下移动，位移传感器6通过电缆线与工控机4相连；所述的外部支架，包括固定在底座17上的支柱5，支柱5穿过中间横梁20，用螺母11同顶端横梁21连接。

本发明的有益效果：

（1）该方法同传统蠕变试验方法具有解析关联式，可直接由试验数据获取材料的蠕变性能参数的初值。

（2）采用了固支直杆小试样，操作简便、试验精度高，可获得蠕变断裂时间，从而实现寿命预测。

（3）通过试验数据可得出材料的蠕变本构损伤参数、蠕变极限、持久强度等材料基础数据，预测蠕变剩余寿命。为新材料开发、服役构件的高温完整性评定以及辐照后材料的性能评定提供基础数据。

（4）该实验装置中采用了半圆柱形压头，相比小冲杆的球形压头，加工精度较高，易于制造，成本低。

附图说明

图1为固支直杆小试样蠕变试验示意图

其中，1：试样，2：压头，3：夹具上模。

图2为固支直杆小试样蠕变试验载荷点位移-时间曲线图

图3为小试样蠕变位移速率-时间曲线图

图4为小试样稳态蠕变位移速率-载荷关系图

图5为小试样蠕变断裂时间-载荷关系图

图6为小试样有限元模拟曲线同试验曲线的比较图

图7为单轴蠕变试验蠕变应变-时间曲线图

图8为固支直杆小试样蠕变试验装置总装配图

其中：2：压头，3：夹具上模，4：工控机，5：支柱，6：传感器，7：支架，8：测量板，9：温控仪，10：夹具下模，11：螺母，12：压杆，13：高温炉，14：顶杆，15：力传感器，16：伺服电机，17：底座，18：炉架，19：热电偶,20：中间横梁，21：顶端横梁。

图9为固支直杆小试样夹具示意图

其中，1：试样，2：压头，3：夹具上模，10：夹具下模，22：紧固螺栓。

图10为固支直杆小试样夹具俯视图

其中，2：压头，3：夹具上模，22：紧固螺栓。

图11为固支直杆小试样压头示意图

其中，2：压头。

具体实施方式

本发明所述的固支直杆小试样蠕变试验方法的具体实现方式如下：

1、根据构件取材并加工试样1。

2、基于Kachanov-Rabotnov损伤本构方程，构建固支直杆小试样稳态蠕变位移速率与蠕变断裂时间模型如下：

${\stackrel{\·}{d}}_{\mathrm{ss}}={\left(\frac{2n+1}{2\mathrm{bn}}\right)}^n\frac{B{(l/2)}^{n+2}{P}^n}{4^{n+1}(n+2)h^{2n+1}}$

$A\frac{{(2n+1)}^{v+1}}{(v+4n+2){\left(2n\right)}^v}{\left(\frac{1}{b{h}^2}\right)}^v\frac{{(l/2)}^v}{4^v}{t}_f{P}^v=1$

其中，h、l、b为试样尺寸，P为试验载荷，

为稳态蠕变位移速率，t_f为蠕变断裂时间；

3、进行固支直杆小试样蠕变试验，获得载荷点位移—时间曲线。

4、采用微分方法处理载荷线位移d-时间t曲线，获得蠕变位移速率-时间曲线，并获得材料的稳态蠕变位移速率；

5、根据已建立的固支直杆小试样稳态蠕变位移速率与蠕变断裂时间模型，获取试验拟合的蠕变参数B和n及蠕变参数A和v：

由蠕变位移速率

-时间t曲线获取稳态蠕变位移速率

将不同载荷P及相应的稳态蠕变位移速率

绘于双对数坐标系下，得到载荷P-稳态速率

曲线，然后按照所述的固支直杆小试样蠕变变形模型：

${\stackrel{\·}{d}}_{\mathrm{ss}}={\left(\frac{2n+1}{2\mathrm{bn}}\right)}^n\frac{B{(l/2)}^{n+2}{P}^n}{4^{n+1}(n+2)h^{2n+1}}$

进行拟合，从而获得其材料常数B和n。

将不同载荷P及相应的蠕变断裂时间t_f绘于双对数坐标系下，得到载荷-断裂时间曲线，然后按照固支直杆小试样蠕变断裂模型

$A\frac{{(2n+1)}^{v+1}}{(v+4n+2){\left(2n\right)}^v}{\left(\frac{1}{b{h}^2}\right)}^v\frac{{(l/2)}^v}{4^v}{t}_f{P}^v=1$

进行拟合求得参数A和v（=φ）。

6、将步骤6）获得的蠕变参数B、n、A、v作为Kachanov-Rabotnov蠕变损伤本构方程的初值；

7、将上述参数带入有限元模型中进行参数优化。

通过ABAQUS有限元软件中的UMAT模块，耦合Kachanov-Rabotnov蠕变损伤本构方程，将第5步和第6步得到的Kachanov-Rabotnov方程参数带入有限元模型中，对固支直杆小试样蠕变实验过程进行模拟，将模拟结果同实验结果比较，调整Kachanov-Rabotnov方程的参数值，使得模拟获得的位移-时间曲线同试验获得曲线吻合，从而获得Kachanov-Rabotnov方程的真实参数值，可将其用于蠕变剩余寿命的预测。

实施例1、固支直杆小试样蠕变试验

（1）试验材料为铝合金A7N01，试样尺寸为：长度(2L+l)=19.8mm，宽度b=1.9mm，厚度2h=1.0mm。

（2）参照附图1，在试验过程中用夹具上模3固定直杆试样1两端的两端，固定距离L为3.9mm。半圆柱状的压头2下端压紧直杆小试样1的中间区域。在653K温度下进行6组载荷的蠕变试验，试验时间见表1，获得的位移-时间曲线结果如图2所示。

表1A7N01铝合金直杆小试样蠕变试验时间

（3）构建材料的蠕变位移速率

-时间t曲线。

对图2做微分处理，得到图3所示的材料蠕变位移速率

-时间t曲线。

（4）获取蠕变变形参数的初值。由蠕变位移速率

-时间t曲线获取稳态蠕变位移速率

将不同载荷P及相应的稳态蠕变速率

绘于双对数坐标系下，得到载荷P-稳态位移速率

曲线，如图4所示，然后按照所述的固支直杆小试样蠕变变形模型

${\stackrel{\·}{d}}_{\mathrm{ss}}={\left(\frac{2n+1}{2\mathrm{bn}}\right)}^n\frac{B{(l/2)}^{n+2}{P}^n}{4^{n+1}(n+2)h^{2n+1}}$

进行拟合，从而获得其材料常数B=1.610×10^-9，n=3.911。

（5）获取蠕变损伤参数的初值。

将不同载荷P及相应的蠕变断裂时间t_f绘于双对数坐标系下，得到载荷P-断裂时间t_f曲线，如图5所示，然后按照固支直杆小试样蠕变断裂模型

$A\frac{{(2n+1)}^{v+1}}{(v+4n+2){\left(2n\right)}^v}{\left(\frac{1}{b{h}^2}\right)}^v\frac{{(l/2)}^v}{4^v}{t}_f{P}^v=1$

进行拟合求得参数A=9.063×10^-9，v=φ=3.754，从而获得Kachanov-Rabotnov损伤本构方程：

$\stackrel{\·}{\mathrm{\ϵ}}=1.610\×{10}^{-9}{\left(\frac{\mathrm{\σ}}{1-D}\right)}^{3.911}$

$\stackrel{\·}{D}=9.063\×{10}^{-9}\frac{{\mathrm{\σ}}^{3.754}}{{(1-D)}^{3.754}}$

（6）将此方程耦合到有限元模型中进行参数优化。

将第（4）和第（5）步得到的Kachanov-Rabotnov方程参数带入有限元模型中，调整其中的参数值，使得模拟获得的位移-时间曲线同试验获得曲线吻合，从而获得Kachanov-Rabotnov方程的真实参数值，模拟结果同试验结果的比较见图6，优化后的参数见表2。

表2A7N01材料K-R方程参数

根据此方程可进行高温构件的蠕变损伤演化过程的模拟，预测构件的蠕变损伤分布和剩余寿命。

为验证以上方法的可靠性，将单轴拉伸蠕变试验所获得的数据与上述小试样试验实例1的结果进行比较。单轴拉伸蠕变试验曲线如图7所示，由该曲线拟合得到的Kachanov-Rabotnov方程参数如表3所示。

表3 380℃下A7N01材料K-R方程参数

比较表2和表3中的数据可以发现，固支直杆小试样蠕变试验结果中n=3.911和v=3.763，与单轴的蠕变数据n=3.681和v=3.097是非常接近的，故该固支直杆小试样蠕变试验方法是可靠的，可以用于获得材料的蠕变损伤参数、蠕变断裂数据、持久强度等数据，预测蠕变剩余寿命，并为新材料开发、服役构件的高温完整性评定以及辐照后材料的性能评定提供基础数据，进行蠕变设计。

通过建立解析式关联固支直杆小试样和传统单轴蠕变试验，基于Kachanov-Rabotnov损伤本构方程构建试样的蠕变模型，从而直接由试验数据获取材料的蠕变性能参数。

且相较于传统试验方法和装置，本发明采用了固支直杆小试样，取材较易，操作简便，试验精度高，且半圆柱形压头加工精度较高，成本低廉，易于制造，保证了试验的准确性与有效性。

采用上述的固支直杆小试样蠕变试验方法，将所获得的试验数据，进行解析计算，建立本构方程，最终转化为所需要的蠕变参数。并可通过公式计算蠕变极限与材料的持久强度，获得较为准确蠕变断裂时间，从而实现寿命预测。解决了现有的小试样技术中，数据解析困难、试验影响因素多的问题，提供了一种快捷简便、精度与可靠性高、成本低廉的小试样蠕变试验方法。

Claims (5)

1.一种固支直杆小试样蠕变试验方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）、设计制造固支直杆小试样：所述的直杆小试样为具有矩形横截面的试样（1），试样长度2L+l为19.8mm，宽度b=1.9mm，厚度2h=（0.8～1）mm，其中，L为夹具上模（3）所固定的试样两端的长度，每端长度皆为3.9mm，跨距l为12mm；

2）、基于Kachanov-Rabotnov损伤本构方程，构建固支直杆小试样稳态蠕变位移速率与蠕变断裂时间模型如下：

${\stackrel{\·}{d}}_{\mathrm{ss}}={\left(\frac{2n+1}{2\mathrm{bn}}\right)}^n\frac{B{(l/2)}^{n+2}{P}^n}{4^{n+1}(n+2)h^{2n+1}}$

$A\frac{{(2n+1)}^{v+1}}{(v+4n+2){\left(2n\right)}^v}{\left(\frac{1}{b{h}^2}\right)}^v\frac{{(l/2)}^v}{4^v}{t}_f{P}^v=1$

其中，h、l、b为试样尺寸，P为试验载荷，

为稳态蠕变位移速率，t_f为蠕变断裂时间；

所述的Kachanov-Rabotnov损伤本构方程为：

$\stackrel{\·}{\mathrm{\ϵ}}=B{\left(\frac{\mathrm{\σ}}{1-D}\right)}^n$

$\stackrel{\·}{D}=\frac{1}{\mathrm{\φ}+1}\frac{{\mathrm{A\σ}}^v}{{(1-D)}^{\mathrm{\φ}}}$

其中，B和A为蠕变常数、n和v为蠕变应力指数、φ为损伤参数，

为应变速率，为损伤速率；

3）、进行固支直杆小试样蠕变试验：

进行相同试验温度不同载荷下材料的蠕变试验，其中试验温度等于所取试样材料的工作温度，试验载荷由所评定的设备的工作应力确定，载荷P在工作应力的±30%范围内；

固支直杆小试样蠕变试验结束后，获取并记录试样的载荷点位移-时间曲线；

4）、采用微分方法处理载荷点位移-时间曲线，获取材料的蠕变位移速率-时间曲线；在试样的蠕变位移速率-时间曲线中，蠕变速率随时间变化缓慢或几乎无变化时，所对应的蠕变速率即为该曲线试验载荷P下的稳态蠕变位移速率

5）、获取试验拟合的蠕变参数：

a)、获取蠕变参数B和n：将不同载荷P及相应的稳态蠕变位移速率

绘于双对数坐标系下，得到稳态蠕变位移速率—载荷关系曲线，按照步骤2）所述的稳态蠕变位移速率模型

${\stackrel{\·}{d}}_{\mathrm{ss}}={\left(\frac{2n+1}{2\mathrm{bn}}\right)}^n\frac{B{(l/2)}^{n+2}{P}^n}{4^{n+1}(n+2)h^{2n+1}}$

进行拟合求得材料常数B和n；

b)、获取材料蠕变损伤参数：将不同载荷P及相应的蠕变断裂时间t_f绘于双对数坐标系下，得到蠕变断裂时间—载荷关系曲线，按照步骤2）所述的蠕变断裂时间模型

$A\frac{{(2n+1)}^{v+1}}{(v+4n+2){\left(2n\right)}^v}{\left(\frac{1}{b{h}^2}\right)}^v\frac{{(l/2)}^v}{4^v}{t}_f{P}^v=1$

进行拟合求得参数A和v（=φ）；

6）、将步骤6）获得的蠕变参数B、n、A、v作为Kachanov-Rabotnov蠕变损伤本构方程的初值；

7）、采用ABAQUS有限元软件中的UMAT模块编写Kachanov-Rabotnov蠕变本构方程，输入Kachanov-Rabotnov方程参数初值对固支直杆小试样蠕变试验进行模拟，比较模拟结果与试验结果，调整Kachanov-Rabotnov方程参数，运用最小二乘法优化Kachanov-Rabotnov方程参数值，最终获得材料Kachanov-Rabotnov蠕变损伤本构方程的真实参数值。

2.如权利要求1所述的试验方法，其特征在于，所述方法步骤1）的试样制造过程为，首先采用线切割将试验材料加工成20mm×2mm×1.1mm的直杆，然后用粒度1000目的金相砂纸将试样打磨至所述尺寸的试样1，最后再用粒度为2000目的金相砂纸对试样表面进行研磨，消除肉眼可见划痕。

3.如权利要求1所述的试验方法，其特征在于，所述方法步骤3）中所述的固支直杆小试样蠕变试验的步骤如下：

a)将试样1放入夹具下模10内，安装夹具上模3，拧入紧固螺栓22，将试样压紧，然后将压头2装入夹具上模3内，压头2靠自身重力同试样1的上表面接触，压头2下端压紧直杆小试样1的中间区域；试样安装完毕后，将整个夹具装入高温炉13内，整个夹具依靠下模10的螺纹同顶杆14连接；

b)开启伺服电机16，调整顶杆14的位置，直至压头2同压杆12距离1～2mm为止（此时压头2和压杆12不接触），调整完毕后关闭高温炉13；

c)将位移传感器6装于支架7上，调整位移传感器6的位置，使其与测量板8接触，并将位移值清零；

d)将力传感器15清零，在工控机4中设定试验载荷P、试验时间t和试验温度T，启动试验；

e)试验过程中，试样的变形数据通过位移传感器6采集到工控机4中进行记录、存储，直至试样1断裂、试验结束。

4.如权利要求1所述的试验方法，其特征在于，所述的固支直杆小试样蠕变试验中，进行至少4组蠕变试验以获取材料的蠕变变形参数B和n，进行至少5组蠕变试验以获取材料的蠕变损伤参数A、v、φ。

5.一种用于固支直杆小试样蠕变试验的实验装置，其特征在于，所述的试验装置包含：加热模块、加载模块、装夹模块、位移测量模块和外部支架；所述的加热模块，包括一台带有温控仪9的高温炉13，通过炉架18固定在外部支架的支柱5上，热电偶19固定在夹具下模10上，温控仪9通过电缆线同工控机4连接；所述加载模块包括，安装于外部支架上的压杆12，试验过程中同压头2接触，压头2为半圆柱状，压头半径R=1mm，顶杆14同安装于底座17的伺服电机16相连，力传感器15位于顶杆14和伺服电机16之间，伺服电机16和力传感器15通过电缆线同工控机4连接；所述装夹模块包括，同顶杆14螺纹连接的夹具下模10，夹具上模3同夹具下模10由紧固螺栓22连接；所述测量模块，包括安装于支架7上的位移传感器6，位移传感器6同测量板8垂直接触，测量板8固定在顶杆14上，随顶杆14上下移动，位移传感器6通过电缆线与工控机4相连；所述的外部支架，包括固定在底座17上的支柱5，支柱5穿过中间横梁20，用螺母11同顶端横梁21连接。

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