CN103808560A - 用于500-4.2k材料静态力学性能连续控温测试系统 - Google Patents

用于500-4.2k材料静态力学性能连续控温测试系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103808560A
CN103808560A CN201210452610.6A CN201210452610A CN103808560A CN 103808560 A CN103808560 A CN 103808560A CN 201210452610 A CN201210452610 A CN 201210452610A CN 103808560 A CN103808560 A CN 103808560A
Authority
CN
China
Prior art keywords
horizontal
type container
temperature control
hole
flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201210452610.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103808560B (zh
Inventor
付绍云
渠成兵
肖红梅
赵立中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Original Assignee
Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS filed Critical Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Priority to CN201210452610.6A priority Critical patent/CN103808560B/zh
Publication of CN103808560A publication Critical patent/CN103808560A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103808560B publication Critical patent/CN103808560B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

一种用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统，由静态力学测试系统、控温系统和液氮/液氦杜瓦容器组成；静态力学测试系统由杜瓦容器和力学测试系统组成；力学测试系统的法兰盖通过垂向轴套分别与上、下法兰盘相连，下法兰盘分布连接测试下夹具的通孔；垂向轴套内装承力轴，其下端与测试上夹具相连，其上端与载荷传感器连接；控温系统的电磁阀开关、热电偶温度计、电辐射加热板通过导线与温度控制器电连接；自增压杜瓦容器内液氮/液氦通过输液管下端雾化喷头在杜瓦容器内雾化；电磁阀开关控制液氮/液氦流量；具宽温区；测试区精确控温，杜瓦瓶内无漏热；适于标准或非标准试样及多种类型静态力学性能测试；安装方便。

Description

用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统
技术领域
本发明涉及材料的静态力学性能测试系统，特别涉及一种用于500-4.2K材料静态力学性能（精确控温拉伸、压缩、弯曲、剪切等静态力学性能）连续控温测试系统。
背景技术
目前，材料在不同温度下的静态力学性能测试，采用的是高温和低温分开的力学测试系统。高温的测试系统可以进行连续稳定的控温测试，而低温或超低温的测试有时难以实现室温到4.2K的连续稳定精确的控温。特别是一些特殊材料（卫星的太阳能帆板及其它航天材料）需要反复经过高、低温的循环冷热冲击后，然后在原位进行多种类型、不同温度的力学性能测试。国内目前还没有实现500-4.2K连续控温的多种测试类型的静态力学测试装置。鉴于此，研究具有连续、稳定、精确控温的拉伸、压缩、弯曲、剪切等多种静态力学测试类型的测试装置显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统，其具有宽的温度范围；控温精确、等温区范围大、温度梯度小；适用多种材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切等静态力学性能测试；材料标准试样或非标准试样均可进行测试；杜瓦瓶内控温无漏热；安装方便的特点。
本发明的技术方案如下：
本发明提供的用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统，其由静态力学测试系统、控温系统和液氮/液氦杜瓦容器组成；
所述静态力学测试系统由一个不锈钢杜瓦容器和一套力学测试系统组成；所述不锈钢杜瓦容器具有多层绝热层；所述力学测试系统包括：水平上法兰盘、水平下法兰盘和水平法兰盖和垂向轴套；所述垂向轴套由上至下依次连接所述水平上法兰盘中心孔、水平法兰盖中心孔及水平下法兰盘中心孔；所述水平上法兰盘与试验机横梁相连接；所述水平法兰盖上设有以圆心为对称点分布在其边缘的8-12个通孔；该8-12个通孔通过螺钉将所述水平法兰盖固定在不锈钢杜瓦容器上端；所述水平下法兰盘密封在不锈钢杜瓦容器内；处于不锈钢杜瓦容器内的水平下法兰盘与水平法兰盖之间的垂向轴套装有多层水平热辐射屏；所述垂向轴套内装于承力轴，所述承力轴上端穿出水平上法兰盘中心孔与载荷传感器相连接；所述承力轴下端穿出水平下法兰盘中心孔与力学测试上夹具相连；所述水平下法兰盘上设有以圆心为对称点的2-4个连接通孔，该2-4个连接通孔用以连接力学测试下夹具；所述水平下法兰盘靠近其边缘以圆心为对称点设有两个排气通孔；所述水平法兰盖上还设有装有排气管的排气孔、电信号导线传输通孔、热电偶温度计连接通孔和输液通孔；
所述控温系统由温度控制器、功率可调的矩形电加热辐射板、热电偶温度计和电磁阀开关；
所述控温系统的一条控制导线连接所述电磁阀开关以控制电磁阀开关的开关；所述电磁阀开关装在所述水平法兰盖上的排气管上；所述电磁阀开关用以调节不锈钢杜瓦容器内气体的压力；
所述控温系统的另一条控制导线穿过所述电信号导线传输通孔连接所述矩形电加热辐射板，以控制矩形电加热辐射板的加热；所述矩形电加热辐射板装于所述水平下法兰盘下端面上，并位于承力轴下端两侧壁外；
所述温度控制器的控温导线穿过热电偶温度计连接通孔与所述热电偶温度计相连并对杜瓦容器内进行温度控制；所述热电偶温度计装在杜瓦容器之内的水平下法兰盘下端面上；
所述液氮/液氦杜瓦容器内装液氮/液氦；其上端输液管穿过所述输液通孔与雾化喷头相连通；所述雾化喷头位于所述杜瓦容器内的所述水平下法兰盘下方。
所述雾化喷头上端带有螺纹与所述输液管螺纹连接，下端面是带有多个小通孔的不锈钢圆管。所述液氮/液氦杜瓦容器为自增压杜瓦容器。
本发明优点具有如下：
本发明的用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统适用于宽的温度范围（500－4.2K）；可以实现精确控温，整个测试区域温度梯度小，等温区范围大；适用于多种材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切等静态力学性能测试；标准试样或非标准试样均可进行测试；杜瓦瓶内控温无漏热；且安装方便。
附图说明
图1：本发明的用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统的结构示意图。
图2：液氮/液氦杜瓦容器3内结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图及实施例进一步描述本发明：
图1为本发明的用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统的结构示意图，图2为力学测试系统10结构示意图，由图可知，本发明提供的用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统，其由静态力学测试系统1、控温系统2和液氮/液氦杜瓦容器3组成；
所述静态力学测试系统1由一个不锈钢杜瓦容器11和一套力学测试系统10组成；
所述不锈钢杜瓦容器11具有多层绝热层；
所述力学测试系统10包括：水平上法兰盘14、水平下法兰盘15和水平法兰盖12和垂向轴套13；所述垂向轴套13由上至下依次连接所述水平上法兰盘14中心孔、水平法兰盖12中心孔及水平下法兰盘15中心孔；所述水平上法兰盘14与试验机横梁相连接；
所述水平法兰盖12上设有以圆心为对称点分布在其边缘的8-12个通孔126；该8-12个通孔126通过螺钉将所述水平法兰盖12固定在不锈钢杜瓦容器11上端；
所述水平下法兰盘15密封在不锈钢杜瓦容器11内；处于不锈钢杜瓦容器11内的水平下法兰盘15与水平法兰盖12之间的垂向轴套13装有多层水平热辐射屏16；所述垂向轴套13内装于承力轴19，所述承力轴19上端穿出水平上法兰盘14中心孔与载荷传感器相连接；所述承力轴19下端穿出水平下法兰盘15中心孔与力学测试上夹具155相连；
所述水平下法兰盘15上设有以圆心为对称点的2-4个连接通孔151，该2-4个连接通孔151用以连接力学测试下夹具154；所述水平下法兰盘15靠近其边缘以圆心为对称点设有两个排气通孔152；所述水平法兰盖12上还设有装有排气管121的排气孔、电信号导线传输通孔123、热电偶温度计连接通孔124和输液通孔125；
所述控温系统2由温度控制器21、功率可调的矩形电加热辐射板18、热电偶温度计22和电磁阀开关122；
所述控温系统2的一条控制导线连接所述电磁阀开关122以控制电磁阀开关122的开关；所述电磁阀开关122装在所述水平法兰盖12上的排气管121上；所述电磁阀开关122用以调节不锈钢杜瓦容器11内气体的压力；
所述控温系统2的另一条控制导线穿过所述电信号导线传输通孔123连接所述矩形电加热辐射板18，以控制矩形电加热辐射板18的加热；所述矩形电加热辐射板18装于所述水平下法兰盘15下端面上，并位于承力轴19下端两侧壁外；
所述温度控制器21的控温导线穿过热电偶温度计连接通孔124与所述热电偶温度计22相连并对杜瓦容器内进行温度控制；所述热电偶温度计22装在杜瓦容器之内的水平下法兰盘15下端面上；
所述液氮/液氦杜瓦容器3内装液氮（液氦）；其上端输液管17穿过所述输液通孔125与雾化喷头171相连通；所述雾化喷头171位于所述杜瓦容器内的所述水平下法兰盘15下方。
所述雾化喷头上端带有螺纹与所述输液管螺纹连接，下端面是带有多个小通孔的不锈钢圆管。所述液氮/液氦杜瓦容器为自增压杜瓦容器。
本发明的用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统的所有零部件均为不锈钢或低温钢材料制作。
试验时，将本发明的用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统通过力学测试系统10的上法兰盘14与万能材料试验机的横梁固定，承力轴19与WD－10A或Instron5882的载荷传感器连接；承力轴19下端与拉伸、压缩、弯曲、剪切等不同力学测试上夹具155连接；力学测试下夹具154通过下法兰盘15上的2-4个通孔151连接；试样4的两端与测试上夹具155、测试下夹具154连接；液氮/液氦输液管17与雾化喷头171相连，雾化喷头171穿进不锈钢杜瓦容器11内部的下法兰盘15；输液管17的另一端头与液氮/液氦杜瓦容器3连接；电磁阀开关122、热电偶温度计22、电加热辐射板18分别与温度控制器21电连接；控温过程中电磁阀开关122根据温度控制器21反馈的热电偶温度计22控温点的信息自动开闭，调节不锈钢杜瓦容器11内的压力来决定雾化喷头171的液氮/液氦雾化喷入量；液氮/液氦杜瓦容器3通过自增压的功能调节自身内部的压力，促使液氮/液氦的喷入；电加热辐射板18会根据温度控制器22反馈的信息进行加热控温；整个试样4所处的控温区域温度的梯度较小，控温精确，控温范围大；通过计算机控制测试下夹具154向上或向下运行完成试样4所进行的测试；整个力学测试均在密闭的不锈钢杜瓦容器11内完成。

Claims (3)

1.一种用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统，其由静态力学测试系统、控温系统和液氮/液氦杜瓦容器组成；
所述静态力学测试系统由一个不锈钢杜瓦容器和一套力学测试系统组成；所述不锈钢杜瓦容器具有多层绝热层；所述力学测试系统包括：水平上法兰盘、水平下法兰盘和水平法兰盖和垂向轴套；所述垂向轴套由上至下依次连接所述水平上法兰盘中心孔、水平法兰盖中心孔及水平下法兰盘中心孔；所述水平上法兰盘与试验机横梁相连接；所述水平法兰盖上设有以圆心为对称点分布在其边缘的8-12个通孔；该8-12个通孔通过螺钉将所述水平法兰盖固定在不锈钢杜瓦容器上端；所述水平下法兰盘密封在不锈钢杜瓦容器内；处于不锈钢杜瓦容器内的水平下法兰盘与水平法兰盖之间的垂向轴套装有多层水平热辐射屏；所述垂向轴套内装于承力轴，所述承力轴上端穿出水平上法兰盘中心孔与载荷传感器相连接；所述承力轴下端穿出水平下法兰盘中心孔与力学测试上夹具相连；所述水平下法兰盘上设有以圆心为对称点的2-4个连接通孔，该2-4个连接通孔用以连接力学测试下夹具；所述水平下法兰盘靠近其边缘以圆心为对称点设有两个排气通孔；所述水平法兰盖上还设有装有排气管的排气孔、电信号导线传输通孔、热电偶温度计连接通孔和输液通孔；
所述控温系统由温度控制器、功率可调的矩形电加热辐射板、热电偶温度计和电磁阀开关；
所述控温系统的一条控制导线连接所述电磁阀开关以控制电磁阀开关的开关；所述电磁阀开关装在所述水平法兰盖上的排气管上；所述电磁阀开关用以调节不锈钢杜瓦容器内气体的压力；
所述控温系统的另一条控制导线穿过所述电信号导线传输通孔连接所述矩形电加热辐射板，以控制矩形电加热辐射板的加热；所述矩形电加热辐射板装于所述水平下法兰盘下端面上，并位于承力轴下端两侧壁外；
所述温度控制器的控温导线穿过热电偶温度计连接通孔与所述热电偶温度计相连并对杜瓦容器内进行温度控制；所述热电偶温度计装在杜瓦容器之内的水平下法兰盘下端面上；
所述液氮/液氦杜瓦容器内装液氮/液氦；其上端输液管穿过所述输液通孔与雾化喷头相连通；所述雾化喷头位于所述杜瓦容器内的所述水平下法兰盘下方。
2.按权利要求1所述的用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统，其特征在于，所述雾化喷头上端带有螺纹与所述输液管螺纹连接，下端面是带有多个小通孔的不锈钢圆管。
3.按权利要求1所述的用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统，其特征在于，所述液氮/液氦杜瓦容器为自增压杜瓦容器。
CN201210452610.6A 2012-11-12 2012-11-12 用于500-4.2k材料静态力学性能连续控温测试系统 Active CN103808560B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210452610.6A CN103808560B (zh) 2012-11-12 2012-11-12 用于500-4.2k材料静态力学性能连续控温测试系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210452610.6A CN103808560B (zh) 2012-11-12 2012-11-12 用于500-4.2k材料静态力学性能连续控温测试系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103808560A true CN103808560A (zh) 2014-05-21
CN103808560B CN103808560B (zh) 2016-05-18

Family

ID=50705651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210452610.6A Active CN103808560B (zh) 2012-11-12 2012-11-12 用于500-4.2k材料静态力学性能连续控温测试系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103808560B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106802308A (zh) * 2017-03-30 2017-06-06 中国科学院理化技术研究所 一种材料弹热性能测试装置
CN106872294A (zh) * 2017-03-30 2017-06-20 中国科学院理化技术研究所 一种材料扭转及扭转疲劳试验装置
CN108871969A (zh) * 2018-06-28 2018-11-23 合肥科烨电物理设备制造有限公司 波纹管低温疲劳测试的设备和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1310632A1 (ru) * 1985-09-10 1987-05-15 Предприятие П/Я А-3605 Устройство дл наблюдени динамики развити микротрещин в шлифах образцов металлических сплавов
CN1560881A (zh) * 2004-03-05 2005-01-05 清华大学 液氦冷却的高温超导储能磁体系统
JP2007286036A (ja) * 2005-12-01 2007-11-01 National Institute For Materials Science 材料試験装置と材料試験片
CN102323160A (zh) * 2011-07-19 2012-01-18 兰州大学 373-4.2k环境下超导材料的多场耦合测试系统
CN102645377A (zh) * 2012-04-19 2012-08-22 中国科学院理化技术研究所 4.2～300k温区的疲劳性能测试装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1310632A1 (ru) * 1985-09-10 1987-05-15 Предприятие П/Я А-3605 Устройство дл наблюдени динамики развити микротрещин в шлифах образцов металлических сплавов
CN1560881A (zh) * 2004-03-05 2005-01-05 清华大学 液氦冷却的高温超导储能磁体系统
JP2007286036A (ja) * 2005-12-01 2007-11-01 National Institute For Materials Science 材料試験装置と材料試験片
CN102323160A (zh) * 2011-07-19 2012-01-18 兰州大学 373-4.2k环境下超导材料的多场耦合测试系统
CN102645377A (zh) * 2012-04-19 2012-08-22 中国科学院理化技术研究所 4.2～300k温区的疲劳性能测试装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王省哲等: "极端低温环境下超导材料力学性能测试系统的研制与应用", 《第十三届全国实验力学学术会议论文摘要集》 *
肖红梅等: "中科院理化所极低温力学测试系统介绍", 《第十三届全国实验力学学术会议论文摘要集》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106802308A (zh) * 2017-03-30 2017-06-06 中国科学院理化技术研究所 一种材料弹热性能测试装置
CN106872294A (zh) * 2017-03-30 2017-06-20 中国科学院理化技术研究所 一种材料扭转及扭转疲劳试验装置
CN108871969A (zh) * 2018-06-28 2018-11-23 合肥科烨电物理设备制造有限公司 波纹管低温疲劳测试的设备和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103808560B (zh) 2016-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103234804B (zh) 大功率非接触式激光快速加热装置
CN105823908B (zh) 全温区热电两场透射电子显微镜原位样品杆
CN102183358B (zh) 一种温度可变椭圆偏振仪样品室装置及其变温方法
CN106770440B (zh) 一种陶瓷球床有效热导率测试平台
CN102353582B (zh) 超导材料力学性能测试用低温实验箱
CN202182852U (zh) 一种77k环境下超导材料的力学性能试验系统
CN201803966U (zh) 固体材料低温物性测量装置
CN104215661A (zh) 基于超磁滞伸缩智能材料的固体界面接触热阻测试装置
CN103234998B (zh) 高热流密度太阳能全谱辐射加热装置
CN105789004A (zh) 一种全温区热电两场扫描电镜原位物性测量台
CN103808560A (zh) 用于500-4.2k材料静态力学性能连续控温测试系统
CN102941131B (zh) 小型高低温试验装置
CN202119758U (zh) 油浴式衍生反应器
CN103677011A (zh) 一种适用于真空条件下面源黑体宽温度范围控制系统
CN203025035U (zh) 一种200℃～-269℃材料静态力学性能连续控温测试平台
CN105759153A (zh) 一种模拟变压器绕组过载条件下的热老化实验装置及方法
CN104597340A (zh) 气体低温电气特性测试装置
CN205643069U (zh) 一种冷热冲击箱
CN202003224U (zh) 一种温控器耐久性测试仪
CN109855795A (zh) 一种分体对开式高低温实验装置
CN207636526U (zh) 一种热冲击装置及生产辅助设备
CN110096079A (zh) 一种低温样品台的控制系统及方法
CN106768615B (zh) 一种低温温区高精度恒温试验腔
CN110496653A (zh) 一种分体式对开式高低温发生装置
CN206369656U (zh) 一种控温样品台

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant