[实用新型]金属疲劳试验的流体环境装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及试验装置，更具体地说是有一种应用在金属疲劳试验中，为试验提供的流体环境的装置。

背景技术

金属材料可应用于各种不同环境，如水、润滑油、腐蚀液体、气体等。不同环境下的疲劳性能差异很大，在机械设计时，试验判定应用环境下的疲劳性能是不可缺少的。常规的疲劳实验装置通常是在空气中进行，没有考虑到不同的流体环境。但实际工程中金属材料可能在各种恶劣环境下工作。

腐蚀介质与变应力同时作用产生的腐蚀-机械破坏现象称为腐蚀疲劳。目前腐蚀疲劳的试验装置一般只是在通常的疲劳试验装置上，加上模拟腐蚀条件的环境装置组成。例如，美国皇家航空研究院的铝合金疲劳试验，就是在试样的工作部分附加上一个有机玻璃制成的环境室，再装上一个喷嘴喷射腐蚀液，另一个喷嘴则充以压缩空气，促使腐蚀液在喷嘴至试样工作表面时呈现雾状。同时该室有两个泄漏口，使腐蚀液可以循环使用。郑州机械研究所和东北工学院在进行水轮机叶轮材料的腐蚀疲劳试验时，套上一个由有机玻璃制成的环境室，通以循环水进行试验。这些腐蚀环境装置均与试验样品简单组合在一起，装置相对静止，而试验样品在试验过程中一直在动，动密封性能差。

由于疲劳试验时试验样品受交变应力作用一直在做微幅振动，动密封是疲劳腐蚀环境的关键技术。目前已有的腐蚀环境装置大都存在的问题是包括：

1、疲劳试验腐蚀环境装置主要针对一般性弱腐蚀液体环境，如海水腐蚀、盐雾腐蚀等，很难满足那些强腐蚀液体对动密封的要求。

2、疲劳试验时试验样品随之振动，很难满足高压腐蚀气体对装置的动密封性能的要求，因此腐蚀气体环境下的疲劳试验实施难度大。

发明内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种结构精巧、可以形成液体和气体不同流体环境的金属疲劳试验的流体环境装置。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

本实用新型金属疲劳试验的流体环境装置的结构特点是采用中间试验段细，两端夹持段粗的腰鼓形样品，在中间试验段与两端夹持段之间为圆弧过渡，在样品的外周设置筒形外套，筒形外套的侧壁上分别设置可以封闭的流体入口和流体出口，所述样品在夹持段上，处在近中间试验段位置上形成与所述筒形外套之间的密封，流体环境形成在筒形外套与样品中间试验段之间的封闭的腔体内。

本实用新型的结构特点也在于：

在所述样品两端夹持段上，处在近中间试验段位置处，沿其外周分别设置环形密封凹槽，密封凹槽中放置在样品与筒形外套之间形成环形密封的密封圈。

在所述密封圈所在位置的筒形外套上设置卡环。

所述筒形外套的流体入口和流体出口位于筒形外套的同一侧或分处在不同侧。

所述筒形外套为耐腐蚀聚合物高分子有机材质。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、本实用新型解决了常规的疲劳试验机不能直接做空气之外的流体环境下疲劳试验的问题，试验过程中消耗试验流体量少，不会污染环境。

2、本实用新型装置附着在试验样品上，随试验样品一起振动，动密封性能好。

3、本实用新型结构简单、易于实施。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1的A-A断面图。

图3为图1的B-B断面图。

图中标号：1中间试验段、2两端夹持段、3筒形外套、4流体入口、5流体出口、6密封圈、7卡环、8螺栓、9腔体。

以下通过具体实施方式，结合附图对本实用新型作进一步说明：

具体实施方式：

参见图1、图3，本实施例采用中间试验段细，两端夹持段粗的腰鼓形样品，在样品的中间试验段1与两端夹持段2之间为圆弧过渡，在样品的外周设置筒形外套3，筒形外套3的侧壁上分别设置可以封闭的流体入口4和流体出口5，样品在两端夹持段2上，处在近中间试验段1的位置上形成与筒形外套3之间的密封，流体环境形成在筒形外套3与样品中间试验段1之间的封闭的腔体9内。

图1所示，具体实施中，在样品两端夹持段2上，处在近中间试验段1的一侧，离夹持位置1-2cm处，沿其外周分别设置环形密封凹槽，密封凹槽中放置有在样品与筒形外套之间形成环形密封的密封圈6。图2所示，在密封圈6所在位置的筒形外套3上设置卡环7，以螺栓8对卡环7进行紧固，这种结构形式加强了密封圈的动密封作用，可以有效地防止流体通过疲劳试验样品的表面渗出。

根据不同的需要，筒形外套3上的流体入口4和流体出口5可以设置在筒形外套3的同一侧或分处在不同侧。对于液体和密度比大的气体，流体直接通过流体入口4注入，空气从流体出口5排出，腔体9被充满之后封闭流体入口4和流体出口5即可在腔体9内形成流体环境；也可以通过将流体入口4与流体源处连通，将流体出口5与流体回收装置连通，形成流体在腔体9内的流动。