CN202013310U - 一种实现腐蚀环境下薄板拉压疲劳裂纹扩展的试验装置 - Google Patents

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陈勃
叶序彬
鲁原
刘建中
胡本润
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Abstract

本实用新型是一种实现腐蚀环境下薄板拉压疲劳裂纹扩展的试验装置，包括防屈曲板、腐蚀盒和防漏托盘，其特征在于；前后两块防屈曲板通过螺栓将薄板长裂纹扩展MT试样夹在中间，防屈曲板中央留有观测裂纹扩展的长方形开孔，前后腐蚀盒分别插入两块防屈曲板的长方形开孔内并与试样表面贴紧，腐蚀盒两端分别设置进水口和出水口，上端设置有排气孔，防漏托盘穿过试样，放置于防屈曲板的下方。与现有技术相比，本装置不仅有效的防止试样在压缩载荷作用下发生弯曲，而且腐蚀溶液流经裂纹面而不会对试验设备和防屈曲板造成腐蚀损伤，能够清晰的观测试样在腐蚀溶液环境下裂纹扩展过程。

Description

一种实现腐蚀环境下薄板拉压疲劳裂纹扩展的试验装置
技术领域
本实用新型是一种实现腐蚀环境下薄板拉压疲劳裂纹扩展的试验装置，属于产品的结构技术领域。
背景技术
薄板的长裂纹扩展da/dN-ΔK数据是对飞机材料和结构进行损伤容限分析所需要的最基本的力学性能数据。而随着近年来飞机的使用环境日益复杂，对飞机蒙皮等薄板金属材料进行腐蚀溶液环境下的力学性能测试提出了更多的需求，其中就包括进行腐蚀溶液环境和拉-压载荷联合作用下的裂纹扩展性能测试。
目前对于腐蚀溶液环境和拉-拉疲劳载荷作用下薄板的裂纹扩展试验进行较多，而对拉-压载荷作用下的试验开展很少，或几乎没有开展。这是因为薄板在压缩载荷作用下很容易产生失稳弯曲，在试验过程中需要加防屈曲板防止其发生变形。显然，在拉-拉疲劳裂纹扩展的腐蚀试验装置上直接增加防屈曲板是不行的，不仅会造成防屈曲板的腐蚀，而且不能对试样(除去夹持部分)起到好的防屈曲作用，并使得装置的体积增大，安装和测试过程都非常不方便。为了解决薄板在腐蚀溶液环境和拉-压疲劳载荷作用下的裂纹扩展性能测试问题，中国航空工业第一集团公司北京航空材料研究院开展了此方面研究，设计了相关试验装置，通过对国内专利文献的调研和检索，尚未见到有关该方面的描述。
发明内容
本实用新型正是针对上述现有技术中存在的缺点而设计提供了一种实现腐蚀环境下薄板拉压疲劳裂纹扩展的试验装置，其目的是能够的在材料力学性能试验机上实现薄板在腐蚀溶液环境和拉压载荷作用下的裂纹扩展试验。
本实用新型的目的是通过以下技术措施来实现的：
该种实现腐蚀环境下薄板拉压疲劳裂纹扩展的试验装置，包括防屈曲板、腐蚀盒和防漏托盘，其特征在于；前后两块防屈曲板通过螺栓将薄板长裂纹扩展MT试样夹在中间，防屈曲板中央留有观测裂纹扩展的长 方形开孔，前后腐蚀盒分别插入两块防屈曲板的长方形开孔内并与试样表面贴紧，接触面贴有防漏密封胶条，腐蚀盒两端分别设置进水口和出水口，上端设置有排气孔，防漏托盘穿过试样，放置于防屈曲板的下方。小水泵通过皮管将腐蚀溶液抽入前腐蚀盒，经过试样的中心开孔和裂纹面流入后腐蚀盒并流出形成回路。
本发明的有益效果是：能够方便的在材料力学性能试验机上实现薄板在腐蚀溶液环境和拉压载荷作用下的裂纹扩展试验，不仅有效的防止试样在压缩载荷作用下发生弯曲，而且腐蚀溶液流经裂纹面而不会对试验设备和防屈曲板造成腐蚀损伤，能够清晰的观测试样在腐蚀溶液环境下裂纹扩展过程。通过具有试验装置简单、实用和安全的优点。
附图说明
图1是本发明的试验装置示意图
图2是本发明试验装置立体结构分解示意图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述：
如附图1、附图2所示，该种实现腐蚀环境下薄板拉压疲劳裂纹扩展的试验装置，包括防屈曲板2、腐蚀盒3和防漏托盘4，其特征在于；前后两块防屈曲板2通过螺栓将薄板长裂纹扩展MT试样1夹在中间，防屈曲板中央留有观测裂纹扩展的长方形开孔8，前后腐蚀盒3分别插入两块防屈曲板2的长方形开孔8内并与试样1表面贴紧，接触面贴有防漏密封胶条，腐蚀盒3两端分别设置进水口5和出水口6，上端设置有排气孔7，防漏托盘4穿过试样1，放置于防屈曲板2的下方。
防屈曲板2采用铝合金板制成，长210mmmm，宽100mm，厚8mm，中央开有长70mm，宽20mm的方孔，左右两边分布12个Φ6螺栓孔用于夹住试样和腐蚀盒；
腐蚀盒3采用4mm厚有机玻璃制成，长方形，盒长70mm，宽20mm，深度22mm，观测面长100mm、宽30mm，观测面两侧带有4个螺栓孔，盒的侧面进水口5和出水口6的外径为10mm、内径为6mm。
该装置的使用方法如下：
(1)用前后两块防屈曲板2通过均匀分布的4组螺栓(不包含中间的2对)将薄板长裂纹扩展MT试样1夹在中间，试样1长300mm，宽80mm， 留出试样的夹持部分并使得MT试样1的裂纹扩展位置在防屈曲板长方形开孔8的中央部位，螺栓的夹紧力要适中，均匀，不能太紧对试样载荷产生影响，也不能太松使试样晃动。
(2)将腐蚀盒3与试样接触面贴上密封胶条，然后前后腐蚀盒3分别插入两块防屈曲板2的长方形开孔8中与试样1表面接触，通过螺栓夹紧力与试样1表面紧贴；
(3)对前后腐蚀盒的进水口5和出水口6接上皮管，进水口的皮管与水泵相连放置于腐蚀溶液中，出水皮管直接放置于腐蚀溶液中；
(4)将防漏托盘4的排水口接上皮管，将试样1穿过其底部开口，与防屈曲板2紧贴，在试样和其交汇处涂覆上密封胶条；
(5)通过液压卡头将试样夹持在试验机上，安装好裂纹长度测量显微镜，打开水泵将腐蚀溶液抽入前腐蚀盒，经过MT试样1的中心开孔和裂纹面流入后腐蚀盒并流出形成回路，待液面上升到合适的位置堵住排气孔7；
(6)进行拉-压载荷作用下的疲劳裂纹扩展试验，观测记录试验数据。
与现有技术相比，本装置能够方便的在材料力学性能试验机上实现薄板在腐蚀溶液环境和拉压载荷作用下的裂纹扩展试验，不仅有效的防止试样在压缩载荷作用下发生弯曲，而且腐蚀溶液流经裂纹面而不会对试验设备和防屈曲板造成腐蚀损伤，能够清晰的观测试样在腐蚀溶液环境下裂纹扩展过程。通过具有试验装置简单、实用和安全的优点。

Claims (1)

1.一种实现腐蚀环境下薄板拉压疲劳裂纹扩展的试验装置，包括防屈曲板(2)、腐蚀盒(3)和防漏托盘(4)，其特征在于；前后两块防屈曲板(2)通过螺栓将薄板长裂纹扩展MT试样(1)夹在中间，防屈曲板中央留有观测裂纹扩展的长方形开孔(8)，前后腐蚀盒(3)分别插入两块防屈曲板(2)的长方形开孔(8)内并与试样(1)表面贴紧，接触面贴有防漏密封胶条，腐蚀盒(3)两端分别设置进水口(5)和出水口(6)，上端设置有排气孔(7)，防漏托盘(4)穿过试样(1)，放置于防屈曲板(2)的下方。 
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