CN109060499A - 一种高温持久蠕变试验试样保护装置 - Google Patents

一种高温持久蠕变试验试样保护装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高温持久蠕变试验领域，特别涉及一种高温持久蠕变试验试样保护装置。包括：试样(1)、连接组件、试验机夹具。当停电发生时，炉温下降导致夹具收缩，试样(1)及剪切销(7)受力增大。同时循环水系统断电停止工作，热传递导致剪切销(7)逐渐升温至某超温温度，材料抗剪切强度下降。当剪切销(7)受力达到材料的超温剪切强度时，剪切销(7)断裂，试样支撑结构(2)载荷得到释放。试样(1)将在不受外加应力条件下自然随炉冷却。该装置可以有效防止持久蠕变试样被破坏，比现有技术简单有效，成功率高；大幅降低成本；更有效的提高了安全性，该装置结构简单，易于制造和使用，可应用于大多数现有持久蠕变试验机。

Description

一种高温持久蠕变试验试样保护装置
技术领域
本发明涉及高温持久蠕变试验领域，特别涉及一种高温持久蠕变试验试样保护装置。
背景技术
航空发动机及燃气轮机热端部件长期工作在高温及复杂载荷条件下，对材料的持久蠕变性能提出较高要求。试样或模拟件的持久蠕变试验在热端部件的材料及工艺评价中发挥者重要作用。目前新型持久蠕变试验机多采用电子控制，如遇到停电等问题，炉温下降与调节系统停止工作共同导致的加载系统收缩将导致试样受力增加直至拉断。由于持久蠕变试验周期相对较长，在长时试验过程中故障概率增高，并且试样损坏带来的损失也较为严重。需要设计一种适用于长时试验的保护装置。目前在试验系统层面可配备不间断电源对试验起到保护作用。但大型试验室为了保证在故障期间内试验机和高温炉的全部用电，需使用大功率高容量的电源，所需费用较高，并且需要定期维护。一旦不间断电源出现故障，将无法保证试验件安全。机械装置方面的保护措施可从根本上防止试验件破坏，但此类装置尚属空白。
发明内容
本发明的目的是提供了一种高温持久蠕变试验试样保护装置，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本发明的技术方案是：
一种高温持久蠕变试验试样保护装置，包括：
试样，所述试样通过试样支撑结构设置在高温炉中，所述高温炉通过电源供电；
连接组件，所述连接组件包括上支架，循环水管路，剪切销，下支架，其中，
所述上支架的上端与所述高温炉中的所述试样支撑结构连接，所述上支架的下端位于所述高温炉外部；
所述循环水管路安装在所述上支架的下端，所述循环水管路连接有循环水泵，所述循环水泵通过所述电源供电；
所述剪切销安装在所述循环水管路的下端，所述剪切销选用剪切强度对温度变化敏感的材料；
所述下支架与所述剪切销的下端连接；
试验机夹具，所述试验机夹具与所述下支架连接。
可选地，所述剪切销为剪切强度在室温至200摄氏度范围内对温度变化敏感的铝合金制件。
发明效果：
本发明的高温持久蠕变试验试样保护装置，可以有效防止持久蠕变试样被破坏，比现有技术简单有效，成功率高；大幅降低成本；更有效的提高了安全性，该装置结构简单，易于制造和使用，可应用于大多数现有持久蠕变试验机。
附图说明
图1是本发明的高温持久蠕变试验试样保护装置的示意图；
图2是本发明的高温持久蠕变试验试样保护装置的连接组件示意图；
图3为本发明的高温持久蠕变试验试样保护装置的循环水管路示意图；
图4为本发明的高温持久蠕变试验试样保护装置的剪切销工作原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面结合附图1至3对本发明的高温持久蠕变试验试样保护装置做进一步详细说明。
本发明提供了一种高温持久蠕变试验试样保护装置，可以包括：试样1、连接组件、试验机夹具。
具体地，试样1通过试样支撑结构2设置在高温炉3中，高温炉3通过电源4供电。
连接组件包括上支架5，循环水管路6，剪切销7以及下支架8，其中，上支架5的上端与高温炉3中的试样支撑结构2连接，上支架5的下端位于高温炉3外部；循环水管路6安装在上支架5的下端，循环水管路6连接有循环水泵9，循环水泵9通过电源4供电；剪切销7安装在循环水管路6的下端，剪切销7选用剪切强度对温度变化敏感的材料；当电源4供电时，循环冷却系统保证剪切销7在接近室温条件下工作，当电源4断电时，剪切销7逐渐升温至某超温温度，材料抗剪切强度下降，当剪切销7受力达到材料的超温剪切强度时，剪切销7断裂。下支架8与剪切销7的下端连接。试验机夹具与下支架8连接。
本实施例中，剪切销7优选为剪切强度在室温至200摄氏度范围内对温度变化敏感的铝合金制件。剪切销7的截面尺寸需在试验前根据将要施加的试验载荷计算确定，以保证其所受的剪切力在其选用材料的弹性变形段接近屈服处(如图4所示)。
如图2所示，将上支架5、循环水管路6、剪切销7、下支架8安装后接入试样支撑结构2和试验机夹具之间，再将循环水泵9与循环水管路6连接，并接通电源4。
当试验正常进行时，循环冷却系统保证剪切销7在接近室温条件下工作。当停电发生时，炉温下降导致夹具收缩，试样1及剪切销7受力增大。同时循环水系统断电停止工作，热传递导致剪切销7逐渐升温至某超温温度，材料抗剪切强度下降(如图4所示)。当剪切销7受力达到材料的超温剪切强度时，剪切销7断裂，试样支撑结构2载荷得到释放。试样1将在不受外加应力条件下自然随炉冷却，从而防止试样被破坏。
综上所述，本发明的高温持久蠕变试验试样保护装置，可以有效防止持久蠕变试样被破坏，比现有技术简单有效，成功率高；大幅降低成本；更有效的提高了安全性，该装置结构简单，易于制造和使用，可应用于大多数现有持久蠕变试验机。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种高温持久蠕变试验试样保护装置，其特征在于，包括：
试样(1)，所述试样(1)通过试样支撑结构(2)设置在高温炉(3)中，所述高温炉(3)通过电源(4)供电；
连接组件，所述连接组件包括上支架(5)，循环水管路(6)，剪切销(7)，下支架(8)，其中，
所述上支架(5)的上端与所述高温炉(3)中的所述试样支撑结构(2)连接，所述上支架(5)的下端位于所述高温炉(3)外部；
所述循环水管路(6)安装在所述上支架(5)的下端，所述循环水管路(6)连接有循环水泵(9)，所述循环水泵(9)通过所述电源(4)供电；
所述剪切销(7)安装在所述循环水管路(6)的下端，所述剪切销(7)选用剪切强度对温度变化敏感的材料；
所述下支架(8)与所述剪切销(7)的下端连接；
试验机夹具，所述试验机夹具与所述下支架(8)连接。
2.根据权利要求1所述的高温持久蠕变试验试样保护装置，其特征在于，所述剪切销(3)为剪切强度在室温至200摄氏度范围内对温度变化敏感的铝合金制件。
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