CN103884602A - 一种低温拉伸测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于测试系统及测试方法，具体涉及一种低温拉伸测试系统及测试方法。它包括外杜瓦和内杜瓦，在顶部设置杜瓦密封盖，低温拉伸测试系统设置外胆输液管和内胆输液管，该外胆输液管与内杜瓦和外杜瓦之间的空间联通，内胆输液管与内杜瓦内的空间联通，外胆输液管的管道上依次设置外胆输液管控制阀和输液管总阀，内胆输液管与输液管总阀气密联通，低温拉伸测试系统设置外胆液氮排气管和内胆液氮排气管，该外胆液氮排气管与内杜瓦和外杜瓦之间的空间联通，内胆液氮排气管与内杜瓦内的空间联通，外胆液氮排气管的管道上依次设置外胆输液管控制排气阀和低温排气总阀，内胆液氮排气管与低温排气总阀气密联通。本发明的效果是：效率高，节约成本。
Description
技术领域
本发明属于测试系统及测试方法，具体涉及一种低温拉伸测试系统及测试方法。
背景技术
近年来，优质的低温结构材料在宇航工业、超导技术、高能物理、受控热核反应和电子技术等尖端科学广泛地使用，对于这些材料，低温力学性能的测试是必不可少的步骤之一。已有的材料低温拉伸测试装置采用液氦进行冷却，但是存在液氦浪费严重，测试成本高等缺点。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种节约液氦的低温拉伸测试系统及测试方法。
本发明是这样实现的：一种低温拉伸测试系统，包括中空圆柱形外杜瓦，在外杜瓦内设置同样是中空圆柱形外的内杜瓦，在外杜瓦顶部设置杜瓦密封盖，杜瓦密封盖上设置五个通孔，其中两个与内杜瓦和外杜瓦之间的空间联通，两个与内杜瓦内的空间联通，另一个设置在杜瓦密封盖的中心，低温拉伸测试系统设置外胆输液管和内胆输液管，该外胆输液管穿过杜瓦密封盖上的一个通孔与内杜瓦和外杜瓦之间的空间联通，内胆输液管穿过杜瓦密封盖上的一个通孔与内杜瓦内的空间联通，在外杜瓦外，外胆输液管的管道上依次设置外胆输液管控制阀和输液管总阀，内胆输液管与输液管总阀气密联通，低温拉伸测试系统设置外胆液氮排气管和内胆排气管，该外胆液氮排气管穿过杜瓦密封盖上的一个通孔与内杜瓦和外杜瓦之间的空间联通，内胆排气管穿过杜瓦密封盖上的一个通孔与内杜瓦内的空间联通，在外杜瓦外，外胆液氮排气管的管道上依次设置外胆输液管控制排气阀和低温排气总阀，内胆排气管与低温排气总阀气密联通，
本申请的低温拉伸测试系统设置拉杆，该拉杆穿过杜瓦密封盖伸入内杜瓦内部，在拉杆伸入内杜瓦内部部分的末端设置挂式夹具，挂式夹具用于夹住拉伸试样，杜瓦密封盖的内壁上设置若干个吊杆，在吊杆的末端设置托盘，托盘与拉伸试样螺纹连接。
如上所述的一种低温拉伸测试系统，其中，所述的吊杆的个数为三个。
一种低温拉伸测试方法，包括下述步骤
步骤一：校准
步骤二：安装
首先将拉伸试样与托盘螺纹连接，并用挂式夹具夹住拉伸试样的另一端，与挂式夹具连接的拉杆穿过杜瓦密封盖中央的通孔，然后将杜瓦密封盖盖在外杜瓦和内杜瓦的顶端，此时除了杜瓦密封盖上设置的四个通孔外，外杜瓦和内杜瓦的内部空间与外部空间之间是隔绝的，然后将内胆输液管和外胆输液管分别插入杜瓦密封盖上与内杜瓦和外杜瓦之间空间联通的通孔和与内杜瓦内空间联通的通孔；将外胆液氮排气管和内胆排气管分别插入杜瓦密封盖上与内杜瓦和外杜瓦之间空间联通的通孔和与内杜瓦内空间联通的通孔，
步骤三：预冷
打开输液管总阀和外胆输液管控制阀，向内杜瓦和外杜瓦之间空间和与内杜瓦内空间充入液氮，直到液氮的液面达到指定高度，
步骤四：回收内胆液氮
关闭外胆输液管控制阀和外胆输液管控制排气阀，然后打开低温排气总阀，通过内胆液氮排气管向内杜瓦的空间中充入压缩空气，压缩空气使液氮通过内胆输液管回流到外杜瓦外部，用高压气体将液氮压到外杜瓦外部后再继续吹气2分钟～3分钟，将剩余液氮吹干，
步骤五：充入液氦
撤去高压气源，将液氮源改为液氦源，使液氦通过内胆输液管充入内杜瓦内空间，直到淹没挂式夹具，
步骤六：拉伸测试
根据通用拉伸测试方法，对拉杆施加拉力，对拉伸试样进行拉伸测试，
步骤七：更换被测试样
单个试样拉伸完毕后，如果还有需要测试的拉伸试样，打开杜瓦密封盖，更换拉伸试样并重新密封，继而补充损失的液氦直到淹没挂式夹具，然后重复步骤六进行拉伸测试，
步骤八：回收液氦
在低温排气总阀外端连接高压气源，然后按照类似步骤四的过程将液氦回收，
步骤九：回收液氮
按照类似步骤八的步骤将内杜瓦和外杜瓦之间空间的液氮回收。
如上所述的一种低温拉伸测试方法，其中，所述的步骤一包括：
首先在室温下拉伸一批试样并作好记录；再拆卸掉常规拉伸机的通用夹具，在它上面增加适合于液氦温度实验的系统，安装新设计系统后，不充入低温液体，在新系统的结构拉伸一批试样并作好记录；接着与第一批数据做比较，如果误差在1％以上，调整新系统的结构的装配精度，再拉一批做比较，直到合格为止；如果数据与第一批相比误差在1％以内，认为新系统的结构可以满足实验要求。
如上所述的一种低温拉伸测试方法，其中，所述的步骤三的指定高度对于外杜瓦来说是指将外杜瓦之间空间和与内杜瓦内空间充满，所述的步骤三的指定高度对于内杜瓦来说是指将挂式夹具淹没。
如上所述的一种低温拉伸测试方法，其中，所述的步骤三完成后，静置30分钟至1小时的时间。
如上所述的一种低温拉伸测试方法，其中，所述的步骤五完成后，静置10分钟至15分钟的时间。
本发明的显著效果是：本发明涉及一种用于测试材料低温（液氦温度4K）的拉伸测试系统。该测试系统采用新的挂式夹具提高试样装卡的效率；该测试系统拥用实验完毕后将剩余低温液体的回收系统，该测试系统具有减少低温液体消耗的双层杜瓦的低温环境箱。
本发明的方法增加了预处理步骤可以比较精确的测试被测件的拉伸结果，通过回收液氮和液氦，最大程度的避免了浪费。
附图说明
附图1是本发明提供的一种低温拉伸测试系统的结构示意图。
图中：1.托盘，2.拉伸试样，3.挂式夹具，4.吊杆，5.外胆输液管，6.内胆输液管，7.输液管总阀，8.外胆输液管控制阀，9.杜瓦密封盖，10.拉杆，11.外胆输液管控制排气阀，12.低温排气总阀，13.外胆液氮排气管，14.内胆排气管，15.外杜瓦，16.内杜瓦。
具体实施方式
如附图1所示，一种低温拉伸测试系统，包括中空圆柱形外杜瓦15，在外杜瓦15内设置同样是中空圆柱形的内杜瓦16，内杜瓦16的直径小于外杜瓦15。内杜瓦16将外杜瓦15的空间分割为互不联通的两部分。在外杜瓦15顶部设置杜瓦密封盖9。杜瓦密封盖9上设置五个通孔，其中两个与内杜瓦16和外杜瓦15之间的空间联通，两个与内杜瓦16内的空间联通，另一个设置在杜瓦密封盖9的中心。本申请的低温拉伸测试系统设置外胆输液管5和内胆输液管6，该外胆输液管5穿过杜瓦密封盖9上的一个通孔与内杜瓦16和外杜瓦15之间的空间联通，内胆输液管6穿过杜瓦密封盖9上的一个通孔与内杜瓦16内的空间联通。在外杜瓦15外，外胆输液管5的管道上依次设置外胆输液管控制阀8和输液管总阀7。内胆输液管6与输液管总阀7气密联通。工作人员可以通过控制外胆输液管控制阀8和输液管总阀7的打开和关闭状态，向内杜瓦16和外杜瓦15之间的空间，以及内杜瓦16内的空间充指定液体。本申请的低温拉伸测试系统设置外胆液氮排气管13和内胆排气管14，该外胆液氮排气管13穿过杜瓦密封盖9上的一个通孔与内杜瓦16和外杜瓦15之间的空间联通，内胆排气管14穿过杜瓦密封盖9上的一个通孔与内杜瓦16内的空间联通。在外杜瓦15外，外胆液氮排气管13的管道上依次设置外胆输液管控制排气阀11和低温排气总阀12。内胆排气管14与低温排气总阀12气密联通。工作人员可以通过控制外胆输液管控制排气阀11和低温排气总阀12的打开和关闭状态，向内杜瓦16和外杜瓦15之间的空间，以及内杜瓦16内的空间充指定气体。
本申请的低温拉伸测试系统设置拉杆10，该拉杆10穿过杜瓦密封盖9伸入内杜瓦16内部。在拉杆10伸入内杜瓦16内部部分的末端设置挂式夹具3，挂式夹具3用于夹住拉伸试样2。杜瓦密封盖9的内壁上设置若干个吊杆4，在吊杆4的末端设置托盘1，托盘1与拉伸试样2螺纹连接。
一种低温拉伸测试方法，包括下述步骤：
步骤一：校准
首先在室温下拉伸一批试样并作好记录；再拆卸掉常规拉伸机的通用夹具，在它上面增加适合于液氦温度实验的系统，安装新设计系统后，不充入低温液体，在新系统的结构拉伸一批试样并作好记录；接着与第一批数据做比较，如果误差较大（误差在1％以上认为误差较大），调整新系统的结构的装配精度，再拉一批做比较，直到合格为止；如果数据与第一批接近（误差在1％以内），认为新系统的结构可以满足实验要求。
步骤二：安装
首先将拉伸试样2与托盘1螺纹连接，并用挂式夹具3夹住拉伸试样2的另一端。与挂式夹具3连接的拉杆10穿过杜瓦密封盖9中央的通孔。然后将杜瓦密封盖9盖在外杜瓦15和内杜瓦16的顶端，此时除了杜瓦密封盖9上设置的四个通孔外，外杜瓦15和内杜瓦16的内部空间与外部空间之间是隔绝的。然后将内胆输液管6和外胆输液管5分别插入杜瓦密封盖9上与内杜瓦16和外杜瓦15之间空间联通的通孔和与内杜瓦16内空间联通的通孔；将外胆液氮排气管13和内胆排气管14分别插入杜瓦密封盖9上与内杜瓦16和外杜瓦15之间空间联通的通孔和与内杜瓦16内空间联通的通孔。
步骤三：预冷
打开输液管总阀7和外胆输液管控制阀8，向内杜瓦16和外杜瓦15之间空间和与内杜瓦16内空间充入液氮，直到液氮的液面达到指定高度。该指定高度对于外杜瓦15来说是指将外杜瓦15之间空间和与内杜瓦16内空间充满，该指定高度对于内杜瓦16来说是指将挂式夹具3淹没。
充液后静置30分钟至1小时的时间。
步骤四：回收内胆液氮
关闭外胆输液管控制阀8和外胆输液管控制排气阀11，然后打开低温排气总阀12，通过内胆排气管14向内杜瓦16的空间中充入压缩空气。压缩空气使液氮通过内胆输液管6回流到外杜瓦15外部。用高压气体将液氮压到外杜瓦15外部后再继续吹气2分钟～3分钟，将剩余液氮吹干。
步骤五：充入液氦
撤去高压气源，将液氮源该为液氦源，使液氦通过内胆输液管6充入内杜瓦16之间空间。充液完成后静止10分钟至15分钟的时间。
步骤六：拉伸测试
根据通用拉伸测试方法，对拉杆10施加拉力，对拉伸试样2进行拉伸测试。
步骤七：更换被测试样
单个试样拉伸完毕后，如果还有需要测试的拉伸试样2，打开杜瓦密封盖9，更换拉伸试样2并重新密封，继而补充损失的液氦直到淹没挂式夹具3，然后重复步骤六进行拉伸测试。
步骤八：回收液氦
在低温排气总阀（12）外端连接高压气源，然后按照类似步骤四的过程将液氦回收。
步骤九：回收液氮
按照类似步骤八的步骤将内杜瓦（16）和外杜瓦（15）之间空间的液氮回收。
Claims (7)
1.一种低温拉伸测试系统，包括中空圆柱形外杜瓦（15），其特征在于：在外杜瓦（15）内设置同样是中空圆柱形外的内杜瓦（16），在外杜瓦（15）顶部设置杜瓦密封盖（9），杜瓦密封盖（9）上设置五个通孔，其中两个与内杜瓦（16）和外杜瓦（15）之间的空间联通，两个与内杜瓦（16）内的空间联通，另一个设置在杜瓦密封盖（9）的中心，低温拉伸测试系统设置外胆输液管（5）和内胆输液管（6），该外胆输液管（5）穿过杜瓦密封盖（9）上的一个通孔与内杜瓦（16）和外杜瓦（15）之间的空间联通，内胆输液管（6）穿过杜瓦密封盖（9）上的一个通孔与内杜瓦（16）内的空间联通，在外杜瓦（15）外，外胆输液管（5）的管道上依次设置外胆输液管控制阀（8）和输液管总阀（7），内胆输液管（6）与输液管总阀（7）气密联通，低温拉伸测试系统设置外胆液氮排气管（13）和内胆液氮排气管（14），该外胆液氮排气管（13）穿过杜瓦密封盖（9）上的一个通孔与内杜瓦（16）和外杜瓦（15）之间的空间联通，内胆液氮排气管（14）穿过杜瓦密封盖（9）上的一个通孔与内杜瓦（16）内的空间联通，在外杜瓦（15）外，外胆液氮排气管（13）的管道上依次设置外胆输液管控制排气阀（11）和低温排气总阀（12），内胆液氮排气管（14）与低温排气总阀（12）气密联通，
本申请的低温拉伸测试系统设置拉杆（10），该拉杆（10）穿过杜瓦密封盖（9）伸入内杜瓦（16）内部，在拉杆（10）伸入内杜瓦（16）内部部分的末端设置挂式夹具（3），挂式夹具（3）用于夹住拉伸试样（2），杜瓦密封盖（9）的内壁上设置若干个吊杆（4），在吊杆（4）的末端设置托盘（1），托盘（1）与拉伸试样（2）螺纹连接。
2.如权利要求1所述的一种低温拉伸测试系统，其特征在于：所述的吊杆（4）的个数为三个。
3.一种低温拉伸测试方法，其特征在于：包括下述步骤
步骤一：校准
步骤二：安装
首先将拉伸试样（2）与托盘（1）螺纹连接，并用挂式夹具（3）夹住拉伸试样（2）的另一端，与挂式夹具（3）连接的拉杆（10）穿过杜瓦密封盖（9）中央的通孔，然后将杜瓦密封盖（9）盖在外杜瓦（15）和内杜瓦（16）的顶端，此时除了杜瓦密封盖（9）上设置的四个通孔外，外杜瓦（15）和内杜瓦（16）的内部空间与外部空间之间是隔绝的，然后将内胆输液管（6）和外胆输液管（5）分别插入杜瓦密封盖（9）上与内杜瓦（16）和外杜瓦（15）之间空间联通的通孔和与内杜瓦（16）内空间联通的通孔；将外胆液氮排气管（13）和内胆液氮排气管（14）分别插入杜瓦密封盖（9）上与内杜瓦（16）和外杜瓦（15）之间空间联通的通孔和与内杜瓦（16）内空间联通的通孔，
步骤三：预冷
打开输液管总阀（7）和外胆输液管控制阀（8），向内杜瓦（16）和外杜瓦（15）之间空间和与内杜瓦（16）内空间充入液氮，直到液氮的液面达到指定高度，
步骤四：回收内胆液氮
关闭外胆输液管控制阀（8）和外胆输液管控制排气阀（11），然后打开低温排气总阀（12），通过内胆液氮排气管（14）向内杜瓦（16）的空间中充入压缩空气，压缩空气使液氮通过内胆输液管（6）回流到外杜瓦（15）外部，用高压气体将液氮压到外杜瓦（15）外部后再继续吹气2分钟～3分钟，将剩余液氮吹干，
步骤五：充入液氦
撤去高压气源，将液氮源该为液氦源，使液氦通过内胆输液管（6）充入内杜瓦（16）内空间，直到淹没挂式夹具（3），
步骤六：拉伸测试
根据通用拉伸测试方法，对拉杆（10）施加拉力，对拉伸试样（2）进行拉伸测试，
步骤七：更换被测试样
单个试样拉伸完毕后，如果还有需要测试的拉伸试样（2），打开杜瓦密封盖（9），更换拉伸试样（2）并重新密封，继而补充损失的液氦直到淹没挂式夹具（3），然后重复步骤六进行拉伸测试，
步骤八：回收液氦
在低温排气总阀（12）外端连接高压气源，然后按照类似步骤四的过程将液氦回收，
步骤九：回收液氮
按照类似步骤八的步骤将内杜瓦（16）和外杜瓦（15）之间空间的液氮回收。
4.如权利要求3所述的一种低温拉伸测试方法，其特征在于：所述的步骤一包括：
首先拉伸一批试样并作好记录；再拆卸掉常规拉伸机的室温通用夹具，在它上面增加适合于液氦温度实验的系统，安装新设计系统后，不充入低温液体，在新系统的结构拉伸一批试样并作好记录；接着与第一批数据做比较，如果误差在5％以上，调整新系统的结构的装配精度，再拉一批做比较，直到合格为止；如果数据与第一批相比误差在5％以内，认为新系统的结构可以满足实验要求。
5.如权利要求3所述的一种低温拉伸测试方法，其特征在于：所述的步骤三的指定高度对于外杜瓦（15）来说是指将外杜瓦（15）之间空间和与内杜瓦（16）内空间充满，所述的步骤三的指定高度对于内杜瓦（16）来说是指将挂式夹具（3）淹没。
6.如权利要求3所述的一种低温拉伸测试方法，其特征在于：所述的步骤三完成后，静止30分钟至1小时的时间。
7.如权利要求3所述的一种低温拉伸测试方法，其特征在于：所述的步骤五完成后，静止10分钟至15分钟的时间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140625 |