CN115493922A - 一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块和装置，该模块包括三位四通比例换向阀、流量传感器、压力控制阀和依次连通的若干测试液压缸，若干测试液压缸的活塞直径各不相同，相邻两个测试液压缸之间均设置有切换阀，切换阀可使若干测试液压缸并联连通或串联连通，该测试模块适用于拉伸和压缩两种测试，且集成了不同应力载荷下蠕变性能和疲劳性能以及不同应变载荷下的松弛性能和疲劳性能的高通量测试能力。该装置在上述模块的基础上，设置基座、升降台和升降液压缸，除了不同应力或不同应变载荷下的高通量测试外，还可通过与升降台配合实现大循环载荷与小循环载荷相耦合，模拟出真实载荷进行高通量测试。

Description

一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块和装置

技术领域

本发明涉及材料的高通量测试技术领域，具体为一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块和装置。

背景技术

目前，在高性能材料的开发以及制造工艺的优化中，通常是基于材料微观组织结构来选定材料成分或工艺。由于材料微观组织结构一般以图像形式呈现（比如晶粒形貌、夹杂物分布和形貌等），很难数字化，材料开发的过程更多是依赖专业知识和经验做定性分析，而由于结构与性能关系的不确定性，看起来好的微观结构不代表最优的性能表现，这种定性分析的方式并不能保证材料性能的最优。如果能够从结果出发，建立材料成分或者工艺参数与产品结构性能的数值关系，通过结果的反馈对比，将有利于获取更优的材料成分和工艺参数。

在结构性能的测试中，材料在不同应力应变条件下的蠕变性能、松弛性能、疲劳性能都是重点研究对象。在研究蠕变性能时，需要在施加恒定的应力载荷下测试材料的性能表现；在研究松弛性能时，需要在施加恒定的应变载荷下测试材料的性能表现；在研究疲劳性能时，既需要施加循环应力载荷测试材料的性能表现，又需要施加循环应变载荷测试材料的性能表现。

传统的测试装置，在测试不同应变载荷下的松弛性能和疲劳性能时，或是测试不同应力载荷下的蠕变性能和疲劳性能时，一次实验通常只能完成单一载荷条件下的材料性能测试，难以实现高通量测试。在需要大量的不同载荷条件下的性能数据时，需要逐一进行测试，测试时间长且测试成本高。

另外，在实际应用中，材料的载荷是周期变化的，周期载荷导致材料疲劳失效占到部件失效的80%。而载荷的周期变化是复杂的，经常是大周期循环载荷与小周期循环载荷相耦合，比如汽车启动到停车是一个大循环，在驾驶过程中因为加速/减速有很多的小循环，这种情况同样出现在飞机，工业机械等。现有技术中通用的测试装置，只能进行单纯的固定载荷测试或小循环载荷测试，其并不能完整模拟出趋于真实的载荷情况；而一些基于真实载荷而特制的模拟测试装置，通常用于产品检验场景，其在一次测试中只能按照特定的耦合载荷进行测试，于高通量实验测试环境也并不适用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块和装置可一次性完成多个样品在不同应力载荷或是应变载荷下性能表现的高通量测试。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块，包括依次连通的若干测试液压缸，若干所述测试液压缸的活塞直径各不相同，相邻两个测试液压缸之间均设置有切换阀，所述切换阀可使若干所述测试液压缸并联连通或串联连通；所述并联连通是指若干所述测试液压缸的无杆腔相互连通，且若干所述测试液压缸的有杆腔相互连通；所述串联连通是指若干所述测试液压缸中，从第一个所述测试液压缸起，前一个所述测试液压缸的有杆腔与后一个所述测试液压缸的无杆腔相互连通；还包括三位四通比例换向阀和流量传感器，所述三位四通比例换向阀的A口和B口分别与第一个所述测试液压缸的无杆腔和最后一个所述测试液压缸的有杆腔连通，所述流量传感器可实时监测流经所述三位四通比例换向阀的压力油流量；还包括压力控制阀，所述压力控制阀可用于调节控制所述三位四通比例换向阀P口的压力。

该高通量测试模块，可适用于拉伸测试和压缩测试两种测试需求，具备一次实验完成各样品在不同应力载荷下蠕变性能测试和疲劳性能测试的能力，并同时具备一次实验完成各样品在不同应变载荷下的松弛性能测试和疲劳性能测试的能力。应用该高通量测试模块可有效减少材料开发中的测试时间和测试成本，有利于大量性能数据的采集，方便构建产品在不同应力应变载荷下的性能数据与材料组分和制造工艺之间的一一对应关系，有利于新材料的研究开发以及加工工艺的优化。

具体的，所述切换阀选用二位四通换向阀；相邻两个测试液压缸中，一个所述测试液压缸的无杆腔与所述二位四通换向阀的A口连通且其有杆腔与所述二位四通换向阀的B口连通，另一个所述测试液压缸的无杆腔与所述二位四通换向阀的P口连通且其有杆腔与所述二位四通换向阀的T口连通；所述二位四通换向阀包括两个位置机能，其中一个位置机能使得所述二位四通换向阀的P口与A口连通且T口与B口连通，另一个位置机能使得所述二位四通换向阀的P口与B口连通且A口与T口均处于断开状态。采用该二位四通换向阀可快速方便的进行上述各测试液压缸的串联或并联状态的切换。

具体的，所述压力控制阀选用先导式比例电磁式压力控制阀，所述三位四通比例换向阀的A口和B口均设置有压力传感器，还包括控制器，所述三位四通比例换向阀、先导式比例电磁式压力控制阀和压力传感器均与所述控制器通过电路连接。通过设置控制器，可根据前述流量传感器实时监测的流量数据对三位四通比例换向阀的阀口开度以及方向进行动态调整，可根据压力传感器实时监测的压力数据对先导式比例电磁式压力控制阀的压力进行动态调整，保证测试过程中流量和压力的控制准确稳定。

具体的，还包括液压泵和油箱，所述液压泵的吸油口与所述油箱连通，所述液压泵的排出口与所述三位四通比例换向阀的P口连通，所述三位四通比例换向阀的T口与所述油箱连通。液压泵用于给测试提供所需的液压源。

一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试装置，包括前述的一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块，还包括基座和升降台，若干所述测试液压缸均固定设置于所述升降台上，若干所述测试液压缸的活塞杆一端均正对所述基座设置。

进一步的，所述基座上开设有若干连接螺纹孔，若干所述测试液压缸的活塞杆端部均连接有螺纹套，所述螺纹套的两端向内加工有螺纹旋向相反的内螺纹孔，所述螺纹套的一端与所述测试液压缸的活塞杆端部通过螺纹连接，所述螺纹套的另一端正对所述连接螺纹孔设置。采用螺纹连接的形式，可同时适用于拉伸和压缩两种测试工况的使用需要，可较为方便快速的完成样品的装夹，并可尽量减少样品装夹过程中样品存在的初始应力应变载荷情况

进一步的，还包括顶板和若干连接导杆，若干所述连接导杆呈圆周均布设置，所述连接导杆的两端分别与所述顶板和所述基座固定连接，所述升降台上开设有若干导向孔，若干所述连接导杆分别可滑动的设置于若干所述导向孔内。通过导向孔的限位导向作用，对升降台的位置进行限位，以保证升降平稳，样品也能顺利装夹。

进一步的，还包括升降液压缸，所述升降液压缸的一端与所述顶板固定连接，所述升降液压缸的另一端与所述升降台固定连接，所述升降液压缸的轴线、若干所述测试液压缸的轴线和若干所述连接导杆的轴线相互平行。该升降液压缸可驱动升降台的升降，一方面可用于辅助完成样品装夹过程，另一方面可通过升降台的升降对样品施加大循环载荷模拟，使其与测试液压缸伸缩所提供的小循环载荷模拟相耦合，由此可一次性向各样品提供不同的变化趋势与真实载荷相贴合的模拟载荷。

本发明的有益效果是：

一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块，包括依次连通的若干测试液压缸，若干所述测试液压缸的活塞直径各不相同，相邻两个测试液压缸之间均设置有切换阀，通过该切换阀的切换可使若干测试液压缸并联连通或串联连通。由于各测试液压缸的活塞直径不同，在并联连通状态时，根据压强公式，各测试液压缸的活塞杆向外提供的应力载荷各不相同，在各测试液压缸活塞杆连接待测样品进行测试时，可一次性完成各样品在不同应力载荷下的性能测试；在串联状态下时，根据行程公式，各测试液压缸的活塞杆向外提供的应变载荷各不相同，可一次性完成各样品在不同应变载荷下的性能测试。

该测试模块还设置有三位四通比例换向阀和流量传感器，三位四通比例换向阀具备换向功能和流量控制功能，利用其换向功能该模块可满足拉伸测试和压缩测试两种测试需求；流量传感器可实时监测流经三位四通比例换向阀的液压油流量，据此可对三位四通比例换向阀进行精确控制，在固定流量状态下实现材料在不同应变载荷下松弛性能的高通量测试，在循环渐变的流量状态下实现材料在不同应变载荷下疲劳性能的高通量测试。设置压力控制阀，可调节控制所述三位四通比例换向阀P口的压力，并辅以压力传感器对压力调控进行动态的准确控制，在固定的稳定压力状态下可完成前述不同应变载荷下材料性能的高通量测试，并可实现不同应力载荷下材料蠕变性能的高通量测试，在循环渐变的压力状态下可实现材料在不同应力载荷下疲劳性能的高通量测试。

总体而言，该高通量测试模块在进行测试时，可以一次性完成同一批次样品在不同应力载荷下的蠕变性能、疲劳性能测试，或者不同应变载荷下的松弛性能、疲劳性能进行测试，可有效减少测试时间和测试成本，有利于大量性能数据的采集，方便构建产品在不同应力应变载荷下的性能数据与材料组分和制造工艺之间的一一对应关系，有利于新材料的研究开发以及加工工艺的优化。

一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试装置，在上述测试模块的基础上，设置有基座和升降台将若干测试液压缸进行集成。在安装待测样品时，设置螺纹套，采用螺纹连接的形式，可同时适用于拉伸和压缩两种测试工况的使用需要，其可较为方便快速的完成样品的装夹，并可尽量减少样品装夹过程中样品存在的初始应力应变载荷情况。设置升降液压缸，可驱动升降台的升降，一方面可用于辅助完成样品装夹过程，另一方面可通过升降台的升降对样品施加大循环载荷模拟，使其与测试液压缸伸缩所提供的小循环载荷模拟相耦合，由此可一次性向各样品提供不同的变化趋势与真实载荷相贴合的模拟载荷，评价材料在真实载荷下的性能和寿命。

附图说明

图1为本发明一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块的液压原理示意图；

图2为本发明一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块中相邻两个测试液压缸与二位四通换向阀的连接关系示意图；

图3为本发明一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块，包括依次连通的若干测试液压缸1，若干测试液压缸1的活塞直径各不相同，相邻两个测试液压缸1之间均设置有切换阀2，切换阀2可使若干测试液压缸1并联连通或串联连通。所述并联连通是指若干测试液压缸1的无杆腔相互连通，且若干测试液压缸1的有杆腔相互连通；所述串联连通是指依次连通的若干测试液压缸1中，从第一个测试液压缸1起，前一个测试液压缸1的有杆腔与后一个测试液压缸1的无杆腔相互连通。通过操作切换阀2可使得各测试液压缸1在上述两种连通状态之间切换。

该测试模块还包括三位四通比例换向阀4、流量传感器5和压力控制阀3，三位四通比例换向阀4的A口和B口分别与第一个测试液压缸1的无杆腔和最后一个测试液压缸1的有杆腔连通。该三位四通比例换向阀4具备换向功能，通过换向可以实现测试液压缸1的进油回油互换，进而控制器活塞杆伸出或是收回动作，使得该高通量测试模块集成了可提供拉伸载荷和压缩载荷两种功能；同时该三位四通比例换向阀4还具备通过电流大小控制阀口开度以控制流量的功能；流量传感器5可实时监测流经所述三位四通比例换向阀4的压力油流量，本实施例中流量传感器5直接安装于三位四通比例换向阀4的P口前端；压力控制阀3可用于调节控制三位四通比例换向阀4的P口的压力，并能在系统过压时及时溢流，以保持实验过程所需的稳定的系统压力。

当通过操作切换阀2使得各测试液压缸1并联连通时，在同时向各测试液压缸1的有杆腔或无杆腔通入压力油后，由于各测试液压缸1的活塞直径各不相同（即受压面积S各不相同），在相同的压力油压强P下，各测试液压缸1的活塞杆可提供不同的拉升或压缩压力F。由此，该高通量测试模块在接入液压源后可以一次性完成多个样品在不同应力载荷下的蠕变性能测试和疲劳性能测试。具体测试方法如下：

不同应力载荷下高通量蠕变性能测试过程：

S1、在各测试液压缸1的活塞杆端部夹持待测试样品，并用外部器械将待测试样品固定；

S2、操作切换阀2使各测试液压缸1处于并联连通状态，设定压力控制阀3的测试压力，根据拉伸蠕变测试或压缩蠕变测试的实验需要控制三位四通比例换向阀4打开至对应连通位置；

S3、向该测试模块通入压力油开始测试，由于进入测试模块的系统压力由压力控制阀3确定，根据各测试液压缸1的活塞受力面积可以计算出每个测试液压缸1施加到待测样品上的应力，由此可一次性向不同样品施加不同的恒定应力载荷，并进行蠕变性能测试；

S4、持续上述测试过程，直至一个样品失效时，各测试液压缸1的压力油腔（通入高压油的腔）出现泄压状态，此时持续供油至该失效样品对应的测试液压缸1行程到位后可重新建立压力关系，此时即可继续测试，直至所有样品失效时完成测试。

不同应力载荷下高通量疲劳性能测试过程：

S1、在各测试液压缸1的活塞杆端部夹持待测试样品，并用外部器械将待测试样品固定；

S2、操作切换阀2使各测试液压缸1处于并联连通状态，根据拉伸蠕变测试或压缩蠕变测试的实验需要控制三位四通比例换向阀4打开至对应连通位置，根据实验需求设计压力控制阀3的循环渐变参数；

S3、向该测试模块通入压力油，并按照设计的循环渐变参数动态调控压力控制阀3的压力进行测试，由于进入测试模块的系统压力在压力控制阀3调控下循环渐变，根据各测试液压缸1的活塞受力面积可以计算出每个测试液压缸1施加到待测样品上的循环渐变的应力，由此可一次性向不同样品施加不同的循环渐变应力载荷，并进行疲劳性能测试；

S4、持续上述测试过程，直至一个样品失效时，各测试液压缸1的压力油腔（通入高压油的腔）出现泄压状态，此时压力控制阀3的压力暂停渐变（若进油压力过低可暂时增大供油压力），持续供油至该失效样品对应的测试液压缸1行程到位后可重新建立压力关系，其后恢复压力控制阀3对压力的渐变调控（若之前暂时增大过供油压力需回到增大前的压力节点）即可继续测试，直至所有样品失效时完成测试。

当通过操作切换阀2使得各测试液压缸1依次串联连通时，当通入压力油后，在同一时间各测试液压缸1进入高压腔的流量相同；由于各测试液压缸1的活塞直径各不相同，根据液压缸行程公式（行程=流量/面积）可知，各测试液压缸1的活塞行程各不相同。由此，该高通量测试模块在接入液压源后可以一次性对多个材料施加不同的应变载荷，通过一次实验完成多个样品在不同应变载荷下的松弛性能测试和疲劳性能测试。具体测试方法如下：

不同应变载荷下高通量松弛性能测试过程：

S1、在各测试液压缸1的活塞杆端部夹持待测试样品，并用外部器械将待测试样品固定；

S2、操作切换阀2使各测试液压缸1处于串联连通状态，根据实验需要设定压力控制阀3的测试压力；

S3、向该测试模块通入压力油开始测试，根据拉伸蠕变测试或压缩蠕变测试的实验需要控制三位四通比例换向阀4的阀芯向对应方向移动，当流量传感器5检测到流经三位四通比例换向阀4的流量达到实验需要的设定值时，控制三位四通比例换向阀4的阀芯复位，此时进入各测试液压缸1的流量维持固定，根据各测试液压缸1的活塞受压面积可以计算出每个测试液压缸1施加到待测样品上的应变载荷，由此可一次性向不同样品施加不同的应变载荷，并进行蠕变性能测试；

S4、持续上述测试过程，直至所有样品失效时完成测试。由于各测试液压缸1依次串联，任一样品失效并不会影响其他测试液压缸1的应变载荷输出，继续按上述条件进行测试即可完成所有样品的测试。

不同应变载荷下高通量疲劳性能测试过程：

S1、在各测试液压缸1的活塞杆端部夹持待测试样品，并用外部器械将待测试样品固定；

S2、操作切换阀2使各测试液压缸1处于串联连通状态，根据实验需要设定压力控制阀3的测试压力，并根据实验需要测算循环载荷应变参数；

S3、向该测试模块通入压力油开始测试，在测试时根据上述测算所得的循环载荷应变参数结合流量传感器5的反馈到的检测流量值，实时控制三位四通比例换向阀4的阀芯动态移动，通过控制阀口开度以及换向对各测试液压缸1的流量进行循环控制，根据液压缸行程公式每个测试液压缸1向各待测样品分别施加不同的循环应变载荷，由此可一次性完成各样品在不同应变载荷下的疲劳性能测试；

S4、持续上述测试过程，直至所有样品失效时完成测试。由于各测试液压缸1依次串联，任一样品失效并不会影响其他测试液压缸1的应变载荷输出，继续按上述条件进行测试即可完成所有样品的测试。

总体而言，该高通量测试模块在进行测试时，可以一次性完成同一批次样品在不同应力载荷下的蠕变性能、疲劳性能测试，或者不同应变载荷下的松弛性能、疲劳性能进行测试，可有效减少测试时间和测试成本，有利于大量性能数据的采集，方便构建产品在不同应力应变载荷下的性能数据与材料组分和制造工艺之间的一一对应关系，有利于新材料的研究开发以及加工工艺的优化。

在具体实施时，该高通量测试模块，还包括液压泵6和油箱7，液压泵6的吸油口与油箱7连通，液压泵6的排出口与三位四通比例换向阀4的P口连通，三位四通比例换向阀4的T口与油箱7连通，通过液压泵6的泵送向各测试液压缸提供测试所需的压力油。

具体实施时，上述压力控制阀3选用先导式比例电磁式压力控制阀，三位四通比例换向阀的A口和B口均设置有压力传感器8，还包括控制器，三位四通比例换向阀4、流量传感器5、先导式比例电磁式压力控制阀和压力传感器8均与控制器通过电路连接。通过设置控制器，流量传感器5检测到的流量数据可实时反馈给控制器，并在控制器的作用下可自动对三位四通比例换向阀4的阀芯位置进行实时动态调控，有利于保证前述不同应变载荷下高通量松弛性能测试和疲劳性能测试过程中的流量的准确控制。两个压力传感器8可分别监测三位四通比例换向阀A口和B口的压力，即无论是拉伸或是压缩测试，都有压力传感器8对各进入各测试液压缸1的压力油进行监测，并实时反馈给控制器，由控制器对先导式比例电磁式压力控制阀的电流进行调控，可实现实时动态调控，保证测试时的系统压力（无论是固定系统压力还是循环渐变的系统压力）都准确稳定。

具体实施时，如图2所示，为控制方便，前述切换阀2可直接选用二位四通换向阀。该二位四通换向阀包括两个位置机能：位置机能一，二位四通换向阀的P口与A口连通且T口与B口连通；位置机能二，二位四通换向阀的P口与B口连通且A口与T口均处于断开状态。在连接管路时，与该二位四通换向阀连通的两个测试液压缸1中，一个测试液压缸1的无杆腔与二位四通换向阀的A口连通且其有杆腔与二位四通换向阀的B口连通，另一个测试液压缸的无杆腔与二位四通换向阀的P口连通且其有杆腔与二位四通换向阀的T口连通。当二位四通换向阀处于位置机能一时，两个测试液压缸1处于并联状态；当二位四通换向阀处于位置机能二时，两个测试液压缸1处于串联状态。由此直接对各二位四通换向阀进行换向控制，即可快速方便的使各测试液压缸在前述的并联连通和串联连通之间进行切换。需要说明的是，该二位四通换向阀可以选用手动阀或电磁阀，均能较为方便快捷的进行上述切换动作，除此之外，切换阀2还可以选择其他阀件或阀组的形式，仅需能使得各测试液压缸1在上述串联连通和并联连通之间切换，均可实现本发明构思。例如在相邻两个测试液压缸1中，其有杆腔均连通设置有通断阀A，其无杆腔均连通设置有通断阀B，还设置通断阀C，通断阀C的一端与两个通断阀A远离测试液压缸1的一端均连通，通断阀C的另一端与两个通断阀B远离测试液压缸1的一端均连通。

如图1、图3所示，一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试装置，包括上述的高通量测试模块，还包括基座10和升降台11，若干测试液压缸1均固定设置于升降台11上，若干测试液压缸1的活塞杆一端均正对基座设置。通过升降台11将各测试液压缸1集成固定，通过升降台11的升降动作可方便完成样品20的装夹，使样品20的两端分别与测试液压缸1的活塞杆和基座10固定连接，即可开始测试。

在装夹样品20时,可以选用现有技术中的各种夹具。本实施例中，用于高性能材料开发的样品20制作成杆状样品，其两端加工有螺纹或设置螺纹连接件，在基座10上开设有若干连接螺纹孔，若干测试液压缸1的活塞杆端部均连接有螺纹套15，螺纹套15的两端向内加工有螺纹旋向相反的内螺纹，螺纹套15的一端与测试液压缸的活塞杆端部通过螺纹连接，螺纹套15的另一端正对连接螺纹孔设置。在装夹样品20时，先使其一端通过连接螺纹孔与基座10螺纹连接，将样品20的另一端与螺纹套15螺纹连接，其后降下升降台11使对应的测试液压缸1的活塞杆端部与样品20上的螺纹套15接触，其后反向旋转螺纹套15，在螺纹套15向外退出样品20的同时使螺纹套15的另一端与测试液压缸1的活塞杆端部螺纹连接。需要说明，在装夹待测样品20的过程中，可能存在各测试液压缸1的活塞杆伸出距离不完全一致的情况，即便如此通过反向旋转螺纹套15依然能快速完成装夹，这取决于螺纹套15装在样品20上时的螺纹咬合长度。基于螺纹套15的内螺纹与测试液压缸1的活塞杆端部螺纹在牙型对位上可能出现偏差，作为优选的，在上述测试模块内还设置有可在并联状态下将各测试液压缸1的有杆腔和无杆腔与油箱7直接连通的泄流阀9，若出现某测试液压缸1对应的样品20在装夹时螺纹套15旋转困难时，可以先开启泄流阀9，使得测试液压缸1的活塞杆伸出位置能手动调整到合适的位置，待样品20的装夹完成后再关闭泄流阀9即可进行后续测试。通过上述螺纹连接的形式可同时适用于拉伸和压缩两种测试工况的使用需要，其可较为方便快速的完成样品20的装夹，并可尽量减少样品装夹过程中样品20存在的初始应力应变载荷情况。

进一步的，该测试装置还包括顶板12和若干连接导杆13，若干连接导杆13呈圆周均布设置，连接导杆13的两端分别与顶板12和基座10固定连接，整个装置结构形成一个笼体支撑结构，以尽量保持测试过程中整体结构的稳定性，减少对测试结果造成的影响。在升降台11上开设有若干导向孔，若干连接导杆13分别可滑动的设置于若干导向孔内，通过导向孔的限位导向作用，对升降台11的位置进行限位，以保证样品20能顺利装夹。

进一步的，该测试装置还包括升降液压缸14，升降液压缸14的一端与顶板12固定连接，升降液压缸14的另一端与升降台11固定连接，升降液压缸14的轴线、若干测试液压缸1的轴线和若干连接导杆13的轴线相互平行。设置的升降液压缸14可控制升降台11完成升降动作，可方便上述样品的装夹操作过程。更为重要的是，通过设置升降液压缸14，在装夹样品20后可利用升降液压缸14驱动整个升降台11上升或下降，从而对各样品20提供大周期循环载荷，通过各测试液压缸1的供油压力或流量的调整可模拟小周期循环载荷，通过两者耦合可尽量模拟出跟真实载荷相接近的模拟载荷。利用该测试装置可一次性的对各样品施加不同的模拟载荷，以评价材料在不同的模拟载荷下的性能和寿命。需要说明，在上述载荷模拟的过程中，升降液压缸14提供的大循环载荷与各测试液压缸1提供的小循环载荷的类型可以相同（如都提供应力载荷或都提供应变载荷），也可以不同（一个提供应力载荷，一个提供应变载荷），其可以根据材料性能测试的真实需求自主选择，以使模拟载荷尽量贴近材料的真实应用工况。还需要说明，该大循环耦合小循环的模拟载荷形式并非局限于本实施例所述的测试装置，将本发明的高通量测试模块应用于传统的机械或液压测试装置中加以改进，也可实现该耦合模拟功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块，其特征在于，包括依次连通的若干测试液压缸，若干所述测试液压缸的活塞直径各不相同，相邻两个测试液压缸之间均设置有切换阀，所述切换阀可使若干所述测试液压缸并联连通或串联连通；

所述并联连通是指若干所述测试液压缸的无杆腔相互连通，且若干所述测试液压缸的有杆腔相互连通；

所述串联连通是指若干所述测试液压缸中，从第一个所述测试液压缸起，前一个所述测试液压缸的有杆腔与后一个所述测试液压缸的无杆腔相互连通；

还包括三位四通比例换向阀和流量传感器，所述三位四通比例换向阀的A口和B口分别与第一个所述测试液压缸的无杆腔和最后一个所述测试液压缸的有杆腔连通，所述流量传感器可实时监测流经所述三位四通比例换向阀的压力油流量；

还包括压力控制阀，所述压力控制阀可用于调节控制所述三位四通比例换向阀P口的压力。

2.根据权利要求1所述的一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块，其特征在于，所述切换阀选用二位四通换向阀；

相邻两个测试液压缸中，一个所述测试液压缸的无杆腔与所述二位四通换向阀的A口连通且其有杆腔与所述二位四通换向阀的B口连通，另一个所述测试液压缸的无杆腔与所述二位四通换向阀的P口连通且其有杆腔与所述二位四通换向阀的T口连通；

所述二位四通换向阀包括两个位置机能，其中一个位置机能使得所述二位四通换向阀的P口与A口连通且T口与B口连通，另一个位置机能使得所述二位四通换向阀的P口与B口连通且A口与T口均处于断开状态。

3.根据权利要求1所述的一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块，其特征在于，所述压力控制阀选用先导式比例电磁式压力控制阀，所述三位四通比例换向阀的A口和B口均设置有压力传感器，还包括控制器，所述三位四通比例换向阀、先导式比例电磁式压力控制阀和压力传感器均与所述控制器通过电路连接。

4.根据权利要求1所述的一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块，其特征在于，还包括液压泵和油箱，所述液压泵的吸油口与所述油箱连通，所述液压泵的排出口与所述三位四通比例换向阀的P口连通，所述三位四通比例换向阀的T口与所述油箱连通。

5.一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试装置，其特征在于，包括如权利要求1至4任意一项所述的一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试模块，还包括基座和升降台，若干所述测试液压缸均固定设置于所述升降台上，若干所述测试液压缸的活塞杆一端均正对所述基座设置。

6.根据权利要求5所述的一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试装置，其特征在于，所述基座上开设有若干连接螺纹孔，若干所述测试液压缸的活塞杆端部均连接有螺纹套，所述螺纹套的两端向内加工有螺纹旋向相反的内螺纹孔，所述螺纹套的一端与所述测试液压缸的活塞杆端部通过螺纹连接，所述螺纹套的另一端正对所述连接螺纹孔设置。

7.根据权利要求5所述的一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试装置，其特征在于，还包括顶板和若干连接导杆，若干所述连接导杆呈圆周均布设置，所述连接导杆的两端分别与所述顶板和所述基座固定连接，所述升降台上开设有若干导向孔，若干所述连接导杆分别可滑动的设置于若干所述导向孔内。

8.根据权利要求7所述的一种可提供不同应力应变载荷的高通量测试装置，其特征在于，还包括升降液压缸，所述升降液压缸的一端与所述顶板固定连接，所述升降液压缸的另一端与所述升降台固定连接，所述升降液压缸的轴线、若干所述测试液压缸的轴线和若干所述连接导杆的轴线相互平行。

Images