CN112504866A - 一种用于航空超高温试验的装置 - Google Patents
一种用于航空超高温试验的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112504866A CN112504866A CN202011431495.5A CN202011431495A CN112504866A CN 112504866 A CN112504866 A CN 112504866A CN 202011431495 A CN202011431495 A CN 202011431495A CN 112504866 A CN112504866 A CN 112504866A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sample
- magnetic induction
- temperature
- control system
- aviation
- 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.)
- Pending
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 61
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 25
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 12
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 3
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
- G01N3/18—Performing tests at high or low temperatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0001—Type of application of the stress
- G01N2203/0003—Steady
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0001—Type of application of the stress
- G01N2203/0005—Repeated or cyclic
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0016—Tensile or compressive
- G01N2203/0017—Tensile
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
- G01N2203/0073—Fatigue
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/022—Environment of the test
- G01N2203/0222—Temperature
- G01N2203/0226—High temperature; Heating means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于航空超高温试验的装置，其特征在于，包括试样夹具、试样、加热装置、固定装置、温度控制系统、环境模拟系统和试验控制系统，所述试样夹具的一端连接试验机，所述试样夹具的另一端装夹试样，所述试验控制系统控制加热装置对试样进行加热，试验控制系统控制环境模拟系统对试样通入模拟环境的物质，所述加热装置通过所述固定装置进行固定，所述温度控制系统实时检测试样的温度。本发明结构简单，具有易装配、易加工、适用性强、加热速度快，加热温度高等特点，适用于超高温拉伸、超高温疲劳、超高温蠕变等多种试验，且有效模拟了某些航空部件的服役环境，对航空超高温领域具有重要的实践意义。
Description
技术领域
本发明专利属于航空超高温试验领域，具体涉及一种用于航空构件的超高温拉伸试验、超高温疲劳试验、超高温疲劳试验等多种超高温试验的装置。
背景技术
随着航空技术越来越先进，工件服役的温度越来越高，构件发生断裂失效的情况多种多样，所以需要通过各种超高温试验测试工件性能。目前，大多数航空超高温试验试验比较复杂，升温/降温所需时间长，几乎无法模拟现实环境。本航空超高温试验装置结构简单，易于操作，升温/降温速率快，能够有效的缩短整个试验周期，且通入气/液体能够有效模拟工件服役环境。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种用于航空超高温试验的装置，能够用于超高温拉伸试验、超高温疲劳试验、超高温疲劳试验等多种试验，且升温/降温速率快，成功模拟了工件在超高温环境下的服役情况。
本发明通过如下技术方案实现。
一种用于航空超高温试验的装置，其特征在于，包括试样夹具、试样、加热装置、固定装置、温度控制系统、环境模拟系统和试验控制系统，所述试样夹具的一端连接试验机，所述试样夹具的另一端装夹试样，所述试验控制系统控制加热装置对试样进行加热，试验控制系统控制环境模拟系统对试样通入模拟环境的物质，所述加热装置通过所述固定装置进行固定，所述温度控制系统实时检测试样的温度，并将实时温度与目标温度进行对比后反馈给试验控制系统，再由控制系统控制加热装置对试样进行加热或者停止加热。
具体的，所述试样设有通孔，用于通入气体/液体模拟工件服役环境。
具体的，所述加热装置包括磁感应线圈、转接头和磁感应线，所述磁感应线圈与磁感应线的一端通过转接头连接，所述磁感应线另一端与试验控制系统连接。
具体的，所述温度控制系统包括热电偶和温度控制器，所述热电偶通过补长线直接连接在温度控制器上，所述温度控制器与试验控制系统连接。
具体的，所述环境模拟系统包括水路电磁阀和气路电磁阀，所述水路电磁阀和气路电磁阀的一端连接试样夹具，另一端分别接水泵和空压机，水路电磁阀和气路电磁阀的控制端与试验控制系统连接。
具体的，所述试验控制系统包括主机，所述主机设置有水冷、电流表和控制器，控制器控制水冷、电流大小以及水路电磁阀和气路电磁阀的开关。
具体的，所述试样夹具包括带孔铜垫片，且夹具带中心孔，循环气体/液体从进气孔/进液孔进入试样夹具，然后从试样夹具流入试样的通孔，再从出气孔/出液孔流出后进入废气/液处理装置。
具体的，所述磁感应线圈中间线圈直径大，两端直径小，保证试样均匀受热，磁感应线圈结构为两层管状，磁感应线圈包括磁感应线圈铜层、磁感应线圈绝缘层和磁感应线圈内孔。
具体的，所述磁感应线结构为三层管状，磁感应线包括外绝缘层、中间铜网层、内绝缘层和磁感应线内孔。
具体的，主机控制水冷向磁感应线内孔和磁感应线圈内孔通入冷却水。
与现有技术相比，本发明的优点是：本试样装置结构简单，具有易装配、易加工、适用性强、加热速度快，加热温度高等特点，适用于超高温拉伸、超高温疲劳、超高温蠕变等多种试验，且有效模拟了某些航空部件的服役环境，对航空超高温领域具有重要的实践意义。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的爆炸图；
图3是本发明的试样的结构示意图；
图4是本发明的气/液流向图(入口101/102，出口103/104)；
图5是本发明的试样夹具结构示意图；
图6是本发明的磁感应线圈结构示意图
图7是本发明的磁感应线结构示意图。
图中：1、试样夹具，2、试样，3、磁感应线圈，4、水路电磁阀，5、气路电磁阀，6、主机，7、温度控制器，8、磁感应线，9、热电偶，10、转接头，11、固定装置，12、带孔铜垫片；
101、进气孔，102、进液孔，103、出气孔，104、出液孔；
201、通孔；
301、磁感应线圈内孔302、磁感应线圈绝缘层303、磁感应线圈铜层；
801、磁感应线内孔802、内绝缘层803、中间铜网层804、外绝缘层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1至图7所示，一种用于航空超高温试验的装置，其特征在于，包括试样夹具1、试样2、加热装置、固定装置11、温度控制系统、环境模拟系统和试验控制系统，所述试样夹具1的一端连接试验机，所述试样夹具1的另一端装夹试样2，所述试验控制系统控制加热装置对试样2进行加热，试验控制系统控制环境模拟系统对试样2通入模拟环境的物质，所述加热装置通过所述固定装置11进行固定，所述温度控制系统实时检测试样2的温度，并将实时温度与目标温度进行对比后反馈给试验控制系统，再由控制系统控制加热装置对试样2进行加热或者停止加热。
作为具体的实施方案，所述试样2设有通孔201，用于通入气体/液体模拟工件服役环境。
作为具体的实施方案，所述加热装置包括磁感应线圈3、转接头10和磁感应线8，所述磁感应线圈3与磁感应线8的一端通过转接头10连接，所述磁感应线8另一端与试验控制系统连接。
作为具体的实施方案，所述温度控制系统包括热电偶8和温度控制器7，所述热电偶9通过补长线直接连接在温度控制器7上，所述温度控制器7与试验控制系统连接。
作为具体的实施方案，所述环境模拟系统包括水路电磁阀4和气路电磁阀5，所述水路电磁阀4和气路电磁阀5的一端连接试样夹具1，另一端分别接水泵和空压机，水路电磁阀4和气路电磁阀5的控制端与试验控制系统连接。
作为具体的实施方案，所述试验控制系统包括主机6，所述主机6设置有水冷、电流表和控制器，控制器控制水冷、电流大小以及水路电磁阀4和气路电磁阀5的开关。
作为具体的实施方案，所述试样夹具1包括带孔铜垫片12，且夹具带中心孔，循环气体/液体从进气孔101/进液孔102进入试样夹具1，然后从试样夹具1流入试样2的通孔201，再从出气孔103/出液孔104流出后进入废气/液处理装置。
作为具体的实施方案，所述磁感应线圈3中间线圈直径大，两端直径小，保证试样均匀受热，磁感应线圈3结构为两层管状，磁感应线圈3包括磁感应线圈铜层303、磁感应线圈绝缘层302和磁感应线圈内孔301。
作为具体的实施方案，所述磁感应线8结构为三层管状，磁感应线8包括外绝缘层804、中间铜网层803、内绝缘层802和磁感应线内孔801。
作为具体的实施方案，主机6控制水冷向磁感应线内孔801和磁感应线圈内孔301通入冷却水。
试验步骤：
第一步，将试样夹具1安装在试验机上；
第二步，将磁感应线圈3套在试样2上，再将试样2装夹在试样夹具1上；
第三步，用固定装置11将磁感应线圈3调整至合适的位置并固定；
第四步，用转接头10连接磁感应线圈3和磁感应线8，再将磁感应线8与主机6相连接；
第五步，将热电偶9安装在固定装置11上并调整至距离试样2的合适位置，在将热电偶9连接在温度控制器7上；
第六步，将气/液管一端连接试样夹具1的进气孔101/进液孔102，另一段分别连接水路电磁阀4和气路电磁阀5，两个电磁阀连接到主机6，再用气/液管连接试样夹具1的出气孔103/出液孔104，将废气/液排到处理装置；
第七步，打开温度控制器7和主机6的电源开关；
第八步，根据工件模拟情况打开在主机6的水路电磁阀4和气路电磁阀5的开关；
第九步，在温度控制器7上设置试验温度，在主机6上设置好电流大小(加热速率)，点击加热按钮开始升温；
第十步，达到试验温度后，根据试验要求保温一段时间后，可开始试验；
第十一步，试验结束后停止加热，待降温到室温后，关闭电磁阀，关闭温度控制器7和主机6的电源。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于航空超高温试验的装置，其特征在于，包括试样夹具(1)、试样(2)、加热装置、固定装置(11)、温度控制系统、环境模拟系统和试验控制系统，所述试样夹具(1)的一端连接试验机，所述试样夹具(1)的另一端装夹试样(2)，所述试验控制系统控制加热装置对试样(2)进行加热，试验控制系统控制环境模拟系统对试样(2)通入模拟环境的物质，所述加热装置通过所述固定装置(11)进行固定，所述温度控制系统实时检测试样(2)的温度，并将实时温度与目标温度进行对比后反馈给试验控制系统，再由控制系统控制加热装置对试样(2)进行加热或者停止加热。
2.根据权利要求1所述的用于航空超高温试验的装置，其特征在于，所述试样(2)设有通孔(201)，用于通入气体/液体模拟工件服役环境。
3.根据权利要求1所述的用于航空超高温试验的装置，其特征在于，所述加热装置包括磁感应线圈(3)、转接头(10)和磁感应线(8)，所述磁感应线圈(3)与磁感应线(8)的一端通过转接头(10)连接，所述磁感应线(8)另一端与试验控制系统连接。
4.根据权利要求1所述的用于航空超高温试验的装置，其特征在于，所述温度控制系统包括热电偶(8)和温度控制器(7)，所述热电偶(9)通过补长线直接连接在温度控制器(7)上，所述温度控制器(7)与试验控制系统连接。
5.根据权利要求1所述的用于航空超高温试验的装置，其特征在于，所述环境模拟系统包括水路电磁阀(4)和气路电磁阀(5)，所述水路电磁阀(4)和气路电磁阀(5)的一端连接试样夹具(1)，另一端分别接水泵和空压机，水路电磁阀(4)和气路电磁阀(5)的控制端与试验控制系统连接。
6.根据权利要求1所述的用于航空超高温试验的装置，其特征在于，所述试验控制系统包括主机(6)，所述主机(6)设置有水冷、电流表和控制器，控制器控制水冷、电流大小以及水路电磁阀(4)和气路电磁阀(5)的开关。
7.根据权利要求2所述的用于航空超高温试验的装置，其特征在于，所述试样夹具(1)包括带孔铜垫片(12)，且夹具带中心孔，循环气体/液体从进气孔(101)/进液孔(102)进入试样夹具(1)，然后从试样夹具(1)流入试样(2)的通孔(201)，再从出气孔(103)/出液孔(104)流出后进入废气/液处理装置。
8.根据权利要求3所述的用于航空超高温试验的装置，其特征在于，所述磁感应线圈(3)中间线圈直径大，两端直径小，保证试样均匀受热，磁感应线圈(3)结构为两层管状，磁感应线圈(3)包括磁感应线圈铜层(303)、磁感应线圈绝缘层(302)和磁感应线圈内孔(301)。
9.根据权利要求3所述的用于航空超高温试验的装置，其特征在于，所述磁感应线(8)结构为三层管状，磁感应线(8)包括外绝缘层(804)、中间铜网层(803)、内绝缘层(802)和磁感应线内孔(801)。
10.根据权利要求1所述的用于航空超高温试验的装置，其特征在于，主机(6)控制水冷向磁感应线内孔(801)和磁感应线圈内孔(301)通入冷却水。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011431495.5A CN112504866A (zh) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | 一种用于航空超高温试验的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011431495.5A CN112504866A (zh) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | 一种用于航空超高温试验的装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112504866A true CN112504866A (zh) | 2021-03-16 |
Family
ID=74970233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011431495.5A Pending CN112504866A (zh) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | 一种用于航空超高温试验的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112504866A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6336027B1 (en) * | 1999-09-29 | 2002-01-01 | Minolta Co., Ltd. | Induction heating fusing device |
| CN204190966U (zh) * | 2014-11-24 | 2015-03-04 | 衡阳鸿大特种钢管股份有限公司 | 热扩管用感应线圈 |
| US20160216182A1 (en) * | 2013-09-26 | 2016-07-28 | Jilin University | In-situ testing equipment for testing micromechanical properties of material in multi-load and multi-physical field coupled condition |
| CN106855486A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-06-16 | 西北工业大学 | 一种旋转气膜冷却式温度梯度热机械疲劳试验系统 |
| CN109959572A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-07-02 | 浙江大学 | 温度随应力动态联动环境下金属力学性能测试装置和方法 |
| CN111006943A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-04-14 | 西北工业大学 | 镍基单晶小试件的高温疲劳夹具及高温疲劳试验设备 |
-
2020
- 2020-12-07 CN CN202011431495.5A patent/CN112504866A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6336027B1 (en) * | 1999-09-29 | 2002-01-01 | Minolta Co., Ltd. | Induction heating fusing device |
| US20160216182A1 (en) * | 2013-09-26 | 2016-07-28 | Jilin University | In-situ testing equipment for testing micromechanical properties of material in multi-load and multi-physical field coupled condition |
| CN204190966U (zh) * | 2014-11-24 | 2015-03-04 | 衡阳鸿大特种钢管股份有限公司 | 热扩管用感应线圈 |
| CN106855486A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-06-16 | 西北工业大学 | 一种旋转气膜冷却式温度梯度热机械疲劳试验系统 |
| CN109959572A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-07-02 | 浙江大学 | 温度随应力动态联动环境下金属力学性能测试装置和方法 |
| CN111006943A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-04-14 | 西北工业大学 | 镍基单晶小试件的高温疲劳夹具及高温疲劳试验设备 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| F. ROSEBURY著: "《电子管与真空技术手册》", 31 October 1979, 微波管技术编辑部, pages: 72 - 74 * |
| 张美杰等: "《无机非金属材料工业窑炉》", 30 April 2008, 冶金工业出版社, pages: 155 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103033430B (zh) | 一种模拟超快冷试验装置及试验方法 | |
| DE602004030028D1 (de) | Lokalisierte lichtbogen-glühfaden-plasma-stellglie | |
| CN209265295U (zh) | 一种基于pid温控系统的回流焊控制系统 | |
| CN108426798B (zh) | 一种模块化气膜冷却卤素灯平面加热与冷却装置 | |
| CN112504866A (zh) | 一种用于航空超高温试验的装置 | |
| GB2529576A (en) | A Nuclear Steam Generator Circular Seam Heat Treatment Unit System and the Purpose thereof | |
| CN107388645B (zh) | 一种制冷毛细管长度动态调节装置 | |
| CN111120079A (zh) | 阀门试验装置及方法 | |
| WO2012109811A1 (zh) | 用于高温材料的非接触式加热的方法和装置 | |
| CN110911021A (zh) | 一种核工艺管道泄漏率探测装置功能验证试验回路系统 | |
| CN109357956B (zh) | 一种高温燃气腐蚀疲劳试验系统 | |
| CN108170186A (zh) | 一种液体冷却夹层的卤素灯与模块化平面加热装置 | |
| CN106442294B (zh) | 一种材料及其防护涂层的燃气热腐蚀性能检测装置 | |
| CN109959572A (zh) | 温度随应力动态联动环境下金属力学性能测试装置和方法 | |
| CN205785443U (zh) | 水锤测试试验机 | |
| CN201449321U (zh) | 压力脉动复合试验装置 | |
| CN208902694U (zh) | 一种标准气管路自动切换系统 | |
| CN118130221A (zh) | 一种用于空心涡轮叶片模拟件的高温试验装置 | |
| CN111551462B (zh) | 一种微焊点热疲劳的测试设备和方法 | |
| CN205762767U (zh) | 用于热脱附吸附管的老化装置 | |
| CN104792819A (zh) | 一种燃机热障涂层隔热效果测试装置 | |
| CN211648301U (zh) | 阀门试验装置 | |
| CN102788544B (zh) | 气动式固定座孔距检测治具 | |
| CN2919228Y (zh) | 矿样在线自动取样烘干仪 | |
| CN208156532U (zh) | 一种液体冷却夹层的卤素灯与模块化平面加热装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |