[发明专利]一种低温拉伸测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明属于测试系统及测试方法，具体涉及一种低温拉伸测试系统及测试方法。

背景技术

近年来，优质的低温结构材料在宇航工业、超导技术、高能物理、受控热核反应和电子技术等尖端科学广泛地使用，对于这些材料，低温力学性能的测试是必不可少的步骤之一。已有的材料低温拉伸测试装置采用液氦进行冷却，但是存在液氦浪费严重，测试成本高等缺点。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种节约液氦的低温拉伸测试系统及测试方法。

本发明是这样实现的：一种低温拉伸测试系统，包括中空圆柱形外杜瓦，在外杜瓦内设置同样是中空圆柱形外的内杜瓦，在外杜瓦顶部设置杜瓦密封盖，杜瓦密封盖上设置五个通孔，其中两个与内杜瓦和外杜瓦之间的空间联通，两个与内杜瓦内的空间联通，另一个设置在杜瓦密封盖的中心，低温拉伸测试系统设置外胆输液管和内胆输液管，该外胆输液管穿过杜瓦密封盖上的一个通孔与内杜瓦和外杜瓦之间的空间联通，内胆输液管穿过杜瓦密封盖上的一个通孔与内杜瓦内的空间联通，在外杜瓦外，外胆输液管的管道上依次设置外胆输液管控制阀和输液管总阀，内胆输液管与输液管总阀气密联通，低温拉伸测试系统设置外胆液氮排气管和内胆排气管，该外胆液氮排气管穿过杜瓦密封盖上的一个通孔与内杜瓦和外杜瓦之间的空间联通，内胆排气管穿过杜瓦密封盖上的一个通孔与内杜瓦内的空间联通，在外杜瓦外，外胆液氮排气管的管道上依次设置外胆输液管控制排气阀和低温排气总阀，内胆排气管与低温排气总阀气密联通，

本申请的低温拉伸测试系统设置拉杆，该拉杆穿过杜瓦密封盖伸入内杜瓦内部，在拉杆伸入内杜瓦内部部分的末端设置挂式夹具，挂式夹具用于夹住拉伸试样，杜瓦密封盖的内壁上设置若干个吊杆，在吊杆的末端设置托盘，托盘与拉伸试样螺纹连接。

如上所述的一种低温拉伸测试系统，其中，所述的吊杆的个数为三个。

一种低温拉伸测试方法，包括下述步骤

步骤一：校准

步骤二：安装

首先将拉伸试样与托盘螺纹连接，并用挂式夹具夹住拉伸试样的另一端，与挂式夹具连接的拉杆穿过杜瓦密封盖中央的通孔，然后将杜瓦密封盖盖在外杜瓦和内杜瓦的顶端，此时除了杜瓦密封盖上设置的四个通孔外，外杜瓦和内杜瓦的内部空间与外部空间之间是隔绝的，然后将内胆输液管和外胆输液管分别插入杜瓦密封盖上与内杜瓦和外杜瓦之间空间联通的通孔和与内杜瓦内空间联通的通孔；将外胆液氮排气管和内胆排气管分别插入杜瓦密封盖上与内杜瓦和外杜瓦之间空间联通的通孔和与内杜瓦内空间联通的通孔，

步骤三：预冷

打开输液管总阀和外胆输液管控制阀，向内杜瓦和外杜瓦之间空间和与内杜瓦内空间充入液氮，直到液氮的液面达到指定高度，

步骤四：回收内胆液氮

关闭外胆输液管控制阀和外胆输液管控制排气阀，然后打开低温排气总阀，通过内胆液氮排气管向内杜瓦的空间中充入压缩空气，压缩空气使液氮通过内胆输液管回流到外杜瓦外部，用高压气体将液氮压到外杜瓦外部后再继续吹气2分钟～3分钟，将剩余液氮吹干，

步骤五：充入液氦

撤去高压气源，将液氮源改为液氦源，使液氦通过内胆输液管充入内杜瓦内空间，直到淹没挂式夹具，

步骤六：拉伸测试

根据通用拉伸测试方法，对拉杆施加拉力，对拉伸试样进行拉伸测试，

步骤七：更换被测试样

单个试样拉伸完毕后，如果还有需要测试的拉伸试样，打开杜瓦密封盖，更换拉伸试样并重新密封，继而补充损失的液氦直到淹没挂式夹具，然后重复步骤六进行拉伸测试，

步骤八：回收液氦

在低温排气总阀外端连接高压气源，然后按照类似步骤四的过程将液氦回收，

步骤九：回收液氮

按照类似步骤八的步骤将内杜瓦和外杜瓦之间空间的液氮回收。

如上所述的一种低温拉伸测试方法，其中，所述的步骤一包括：

首先在室温下拉伸一批试样并作好记录；再拆卸掉常规拉伸机的通用夹具，在它上面增加适合于液氦温度实验的系统，安装新设计系统后，不充入低温液体，在新系统的结构拉伸一批试样并作好记录；接着与第一批数据做比较，如果误差在1％以上，调整新系统的结构的装配精度，再拉一批做比较，直到合格为止；如果数据与第一批相比误差在1％以内，认为新系统的结构可以满足实验要求。

如上所述的一种低温拉伸测试方法，其中，所述的步骤三的指定高度对于外杜瓦来说是指将外杜瓦之间空间和与内杜瓦内空间充满，所述的步骤三的指定高度对于内杜瓦来说是指将挂式夹具淹没。