[发明专利]一种高温柔性加载装置

说明书

本发明公开了一种高温柔性加载装置，属于实验力学领域，本发明的加载装置包括单个或者若干个加热加载荷单元，若干个加热加载荷单元实现分区热加载力加载，所述的一个加热加载荷单元自下而上依次包括热电偶、加热体、保温隔热层、水囊罩；所述的水囊罩与保温隔热层形成的空间内为水囊；本发明装置简单可靠，加温迅速、加载精度高，试验成本低；通过对试验件表面进行覆盖柔性加热膜及隔热材料，对试验件进行快速加温，由于加热膜直接覆盖在试验件上，故加温迅速，试验件表面温度在数十秒内可高达300℃～1000℃，在加热层外面铺设保温隔热层，很好的保证加温的速度和能耗的损失，再采用水囊进行加载，满足柔性快速加温加载的试验要求。

技术领域

本发明属于实验力学领域，具体是一种高温柔性加载装置。

背景技术

在航空、航海、交通、道桥、建筑、港口工程结构中，各种材料所构成的结构件均为复杂的受力构件，它们都长期处于各种环境下的复杂受力状态下，因而这些构件在各种环境下的结构强度是结构力学中的重要研究课题。特别是在现代工程结构设计中，必须研究结构在复杂载荷和环境下的强度问题，在这些复杂载荷和环境下的强度问题中高温环境下实现载荷的柔性施加是最为难于实现的，故迫切需要在试验室中实现对各种工程结构进行复杂载荷、高温环境状态的施加，来考核工程结构的机械强度，为结构设计提供科学依据，为下一步的理论建立做准备。

长期以来，对于这一类结构试验实现低成本化是十分困难的。目前可以采用石英灯加温的方法是无法来实现，主要是加载装置的遮挡，对结构表面的温度施加造成无法解决的缺憾，关键的问题是无法解决对结构进行均布或面载荷、温度的施加，且这些石英灯及设备价格昂贵，光污染严重，对使用环境及人员操作都有严格的要求，且高能耗、使用起来需要很高的试验成本。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种高温柔性加载装置，该装置通过对试验件表面进行直接覆盖柔性加热膜及隔热材料，对试验件进行快速加温，由于加热膜直接覆盖在试验件上，故加温迅速；可以设置若干加载单元解决了分区加温与加载的难题，并且试验成本低、技术效果好。

本发明是这样实现的：

一种高温柔性加载装置，其特征在于，所述的加载装置包括一个或者若干个加热加载荷单元，所述的一个加热加载荷单元自下而上依次包括热电偶、加热体、保温隔热层、水囊罩；所述的水囊罩与保温隔热层形成的空间内为水囊。

加热体与保温隔热层形成加热结构直接覆盖在试验件上，实现对试验件表面直接接触，实现对试验件表面的柔性覆盖；利用加热体直接覆盖在试验件上的方法，实现对试验件表面直接接触，保证加温迅速、节能，同时很好的解决了分区加温与加载的难题，同样也解决了光污染的问题。

在加热层外面铺设保温隔热层，很好的保证加温的速度和能耗的损失，再采用水囊进行加载，很好的实现了柔性快速加温加载的试验要求。

对于金属材料的试验件安装时，首先在金属试验件表面需要测温的点安装热电偶，并将热电偶引线引出加热区，然后铺设绝缘层，再在绝缘层上放置加热体，后在加热体上放置保温隔热层；之后再绑定在试验件上，安装水囊及水囊罩，完成安装；对于非导体材料的试验件则无需安装绝缘层，可直接放置加热体，在加热体上放置保温隔热层，最后将上述各部分绑定在试验件上，安装水囊及水囊罩，完成安装。

进一步，所述的保温隔热层由玻璃纤维布及硅橡胶板组成。

进一步，所述的热加载装置在低于200℃热加载温度时，采用胶接方式将热电偶、绝缘层、加热体、保温隔热层绑定在试验件上；热加载温度在200℃～1000℃时，通过玻璃纤维扎带将热电偶、绝缘层、加热体、保温隔热层绑定在试验件上。

进一步，所述的水囊罩的上方分别设置有进水口、压力表；所述的水囊连接水压源，通过对水囊施加水压，实现加载装置中力载荷的施加。