[发明专利]小冲杆连续压痕一体试验机系统

说明书

技术领域

本发明属于试验机技术领域，涉及一种试验机系统，尤其涉及一种小冲杆连续压痕一体试验机系统。

背景技术

核电、石化、冶金等行业中存在很多设备在高温、高压、强腐蚀等苛刻环境下长期服役，其材料会发生不同程度的劣化，甚至引发多起安全事故。为保证设备能否长久，安全地运行，在服役期间需对承压设备进行定期检验。常规的无损检测可以在不损伤设备或构件的结构完整性的前提下检测到内在或者表面的缺陷，但是无法得到材料的力学性能比如屈服强度，抗拉强度及断裂韧性等。对于常规拉伸试验，冲击试验，断裂韧性试验等可以获得材料的力学性能但是都需要大量的试验材料且属于破坏性取样试验。基于以上的不足，小冲杆试验和连续球连续压痕由于其微损取样优点而被广泛研究。

目前国内外不同实验室用于研究小冲杆试验和连续压痕试验的装置并不相同，一般是由万能试验机进行改装而来的，微试样与常规力学性能试样不同，小冲杆试样断裂时最大载荷要远小于常规试样。所以现有的试验机加载量程过大，导致结果精度不高。此外，小冲杆试验和连续压痕试验的试验形式、加载部分均不相同，所以一般采用分机试验。对于小型实验室，两台试验机势必会增加其成本和所占空间。最后，万能试验机得到的位移一般是十字头的位移，机器的刚度对结果的精确度影响很大，这也导致了各个实验室之间最后得到的数据即使是同种材料也无法进行横向比较和分析。数据无法共享也将导致小冲杆测试技术和连续压痕测试技术在工程中应用进程缓慢。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的试验方式，以便克服现有试验方式存在的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种小冲杆连续压痕一体试验机系统，可提高精度，产品结构紧凑，占用空间小，操作简便。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种小冲杆连续压痕一体试验机系统，所述一体试验机系统包括：计算机控制系统、小冲杆试验系统、连续压痕试验系统，由一个控制系统、一个伺服电机控制两个试验台，通过编程或者调解参数保存多个试验的试验程序；

所述计算机控制系统包括试验机主机箱体，在试验机主机箱体上设置有试验机开关旋钮、急停按钮，以及控制试验台上下移动和移动速度的试验机控制面板，三个部分均位于试验机主机箱体的前侧，便于操作和控制试验机；试验机主机箱体还包括传感器接口、计算机接口，传感器接口能进行小冲杆试验和连续球连续压痕试验的切换；计算机接口将试验机与计算机连接；

所述小冲杆试验系统、连续压痕试验系统分别包括加载部分，测量部分，支撑部分；

所述加载部分包括压杆、夹具、冲杆、支撑台；压杆处于固定状态，与负荷传感器相连，用于给试样施加负荷；其中小冲杆试验台所能施加的载荷为0～3t，连续压痕试验台所能施加的载荷为0～10t，每个力传感器记录精度都是0.01N；

夹具分为内层定位套筒，外层紧固套筒，内外层套筒均分为上下两部分；内层定位套筒用于置放和定位试样及冲杆，下部分孔径为4.0mm，并且设有0.2mm×45°倒圆角；外层套筒用于固定内层套筒上下部分，其通过螺纹连接，旋紧后使试样周边处于固支状态；夹具内外层套筒配合使用，起到固定试样的作用，同时方便拆卸和试样的装填；

冲杆采用平头压杆和钢珠的结合，钢珠直径为2.5mm；在支撑台上方有可调解试样对中性的对中模块，通过支撑台带动夹具向上移动；此时，固定的压杆则通过冲杆给试样施加载荷，直至试样破坏；在各个试验台的顶端装有外接引伸计，准确记录试验时试样的变形；试验结束后根据材料的性质选择十字头的动作情况；

支撑台由大刚度的柱形钢锭制成，对于小冲杆试验台，支撑台上放置有对中模块，通过模块边缘的调整螺钉可调整小冲杆夹具与压杆的对中性，内径为φ45.5mm，将小冲杆夹具放于模块内，旋转调整螺钉微调夹具位置达到对中效果；压杆与负荷传感器通过双头螺柱连接，用于记录试验过程中所施加的载荷；

连续压痕压头夹持杆内部有镗孔，孔直径为φ7.3mm，更换不同尺寸的压头后，通过紧固螺钉将压头固定；

试验软件具有多种控制方式，可编程、可切换；曲线能进行多轴显示，叠加或者单个显示；试验软件具有满载保护及位置保护功能，实时记录显示试样的变形情况；