[发明专利]一种用于模拟和实时测试高温部件热疲劳失效的试验装置

权利要求书

1.一种用于模拟和实时测试高温部件热疲劳失效的试验装置，其特征在于， 该装置包括：试验测试台，以及分别与该试验测试台连接的高温燃气双向加热系 统、温度测试采集系统(12)、冷却系统(14)、非接触式三维变形测试系统(16)、 声发射无损检测系统(11)、交流复阻抗频谱监测系统(13)、试验控制平台(2)；

试验测试台结构为：在试验测试平台(101)上中间位置安装有1个用于夹 持试样(5)的夹具(111)及夹具固定装置(107)，夹具(111)上下位置可调； 在夹具(111)的两侧分别设置由内定位板(113)和外定位板(114)支撑的移 动导轨(116)，在移动导轨(116)上设置喷枪固定装置(112)，在夹具(111) 的一侧、靠近夹具(111)的位置设置一个或多个热电偶固定装置(115)，在其 中一个外定位板(114)的外侧设置2个CCD摄像机(109)；

所述高温燃气双向加热系统包括2个特制的加热喷枪，加热范围为 20℃～3000℃，用喷枪固定装置(112)固定，由伺服电机控制喷枪移动；所述喷 枪固定装置(112)内通有冷却循环水；

所述温度测试采集系统(12)包括热电偶(503)、温度显示仪(205)、温度 采集软件，所述热电偶(503)与试验控制平台(2)上的温度显示仪(205)连 接；

所述冷却系统(14)包括空气压缩机、冷却水箱(103)、流量阀(106)、冷 却通道入口(105)；冷却气体经冷却通道入口(105)及冷却水箱(103)，由试 样(5)内部冷却通道的底部入口进入，经试样内通道，由顶部的冷却气体出口 排出。

2.根据权利要求1所述的一种用于模拟和实时测试高温部件热疲劳失效的 试验装置，其特征在于，所述试验控制平台(2)控制试验测试平台(101)上的 所有机械传动以及实验数据的采集。

3.根据权利要求1所述的一种用于模拟和实时测试高温部件热疲劳失效的 试验装置，其特征在于，所述热电偶(503)采用B型1600℃的铂铑热电偶，测 定试样(5)的表面、内通道、冷却气体出口六点温度，实现隔热效果及指定位 置的温度测试。

4.根据权利要求1所述的一种用于模拟和实时测试高温部件热疲劳失效的 试验装置，其特征在于，所述非接触式三维变形测试系统(16)为ARAMIS非 接触式三维变形在线测量系统，完成在高温环境下对试样(5)的应变场分布、 应力场分布和位移场分布情况实时测试和分析。

5.根据权利要求1所述的一种用于模拟和实时测试高温部件热疲劳失效的 试验装置，其特征在于，所述声发射无损检测系统(11)为灵敏度在10^-8cm量 级的PCI-2型声发射无损检测系统，实现在高温热循环条件下，对试样内部动态 原位检测裂纹的萌生、扩展以及裂纹定位。

6.根据权利要求1所述的一种用于模拟和实时测试高温部件热疲劳失效的 试验装置，其特征在于，所述交流复阻抗频谱监测系统(13)为1260+1296型材 料电性能交流阻抗频谱监测系统，对带热障涂层的试样(5)进行热障涂层内部 结构、裂纹萌生以及界面氧化的实时测试。