[实用新型]热冲击‑力耦合加载与测试系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种材料的加载与测试系统，具体的说是热冲击-力耦合加载与测试系统。

背景技术

随着现代科技的发展，高温智能复合材料(如超高温陶瓷，铁电陶瓷灯)已经广泛应用于电子、航空、航天、信息和核工业等领域，诸如制动器、微定位器、存储器、水听器、加速度传感器等机敏器件中，并在应用开发研究等方面取得了长足进展。这类材料的主要特点是：在高温环境下长期服役，在高温热冲击环境下表现良好智能性(如热冲击下材料的放电性能等),高温下可具有良好的导电、导热、抗腐蚀性等物理性质及保持高的抗氧化性和断裂强度等。

而在对这些高温智能复合材料的实验研究中，试验仪器至关重要。室温下高温智能复合材料的力学性能如弯曲强度、杨氏模量，物理参数如电导率、热导率、比热容等用现有的技术可以测得，但高温热冲击下测量材料的参数就十分困难了。首先要在力学加载系统中得到一个稳定的高温热冲击环境，然后要有能在高温下精确测量其温度、变形等多场性能的传感装置等。本测试系统正是针对以上极为棘手的问题而开展研制的。该测试系统的主要特点是可以同时提供变速率热冲击、力学加载系统(拉、压、弯)等多场耦合复杂环境下的高温智能复合材料力学性能的测量。基于此测试系统的测试结果，有望揭示多场下若干高温智能复合材料的基本变形模式，热-力耦合本构关系等，同时，为基于此类高温智能复合材料的结构研发、设计提供基础性实验数据。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种热冲击-力耦合加载与测试系统，以获得极端变速率高温热冲击环境下材料的力学性能。

本实用新型的目的是这样实现的：热冲击-力耦合加载与测试系统，包括高温热冲击加载与控制单元、机械力学加载与控制单元和PC端，PC端分别与高温热冲击加载与控制单元和机械力学加载与控制单元连接，

机械力学加载与控制单元包括电子万能试验机和力学测量模块，力学测量模块分别与电子万能试验机和PC端连接，

高温热冲击加载与控制单元包括快速升温炉、温度传感器和温控模块，快速升温炉安装在电子万能试验机内，快速升温炉内布置有多组大功率石英灯用于对本系统进行加热，温度传感器安装在快速升温炉内，温控模块分别连接温度传感器和PC端。

进一步，电子万能试验机采用无极变速的位移加载方式，电子万能试验机采用门式预应力结构。

进一步，力学测量模块包括高精度载荷传感器和位移传感器，高精度载荷传感器用于测量载荷，位移传感器用于测量夹头间的位移。

进一步，快速升温炉包括炉壳，炉壳上部和下部分别设置有上炉盖和下炉盖，炉壳内部周围布置有陶瓷纤维板，上炉盖和下炉盖上分别通过十字槽盘头螺钉固定有卤素加热管，炉壳左侧安装有高温炉内外折页，高温炉内外折页内部安装有左、右两个电极保护罩，电极固定在电极瓷座上并安装在左、右保护罩内，炉壳右侧安装有把手，把手通过两个把手架固定在炉壳上，手上下两侧分别安装有搭扣，搭扣用于锁紧炉体，试验样品通过上高温拉杆与上连杆连接，所述上连杆另一端固定在炉体上部，试验样品通过下高温拉杆与下连杆连接，所述下连杆另一端固定在炉体下部。

进一步，温控模块包括K型热电偶、人机界面HMI和中央运算器，K型热电偶与试样连接，用于测量试样的温度和控制炉体的温度，中央运算器分别与K型热电偶和人机界面HMI连接。

优选的，温度传感器为比色测温仪。

本实用新型的优点在于：本实用新型采用大功率石英灯加热法加热样品，速度快、效率高并且均匀度高，实现了高温智能材料在超高温热冲击(200℃/s,最高1200℃)环境下的力学特性测试；

实现了多场环境下的拉、压、弯等多功能力学加载以及加载过程的控制(0-200KN)；

实现了多场环境下的传感和非接触测量、多变量的信号补偿技术、数据的实时采集和处理；

对于高温炉环境中的试样和相关辅助器件采用热导率高的导热材料以传导和辐照相结合形式实现高温热冲击的动态加载，可大批量重复实验。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图；

图2为本实用新型的快速升温炉体的正视图；

图3为本实用新型的试样固定示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。