[实用新型]一种非接触热冲击高温力学测试装置

说明书

本实公用新型公开了一种非接触热冲击高温力学测试装置，属于高温力学性能测试领域；该装置包括底座、力学实验模块、中横梁、腔外上夹具和球形腔体，球形腔体由腔体支架固定在导轨上，其上设置有上拉杆、上真空波纹管、真空规、红外灯加热模块、激光加热模块、带观察窗的进样门、红外测温模块、动态测试模块、真空抽气模块、进气模块、下拉杆以及下真空波纹管，球形腔体内部设有引伸计、腔内上夹具、腔内下夹具和试件；该装置能够提供自由切换的热载荷环境、真空或惰性气体环境以及激光热冲击环境，装拆方便，具有高度灵活性和密封性；可以实现动态、多角度观测。

技术领域

本实用新型属于高温材料的实验设备领域，具体涉及一种非接触热冲击高温力学测试装置，能够实现激光冲击、高温、真空、惰性气体等测试环境。

背景技术

随着高超声速空间飞行器、高推重比发动机等战略技术发展,材料结构在高温极端环境(特别是2000℃以上高温氧化环境)下的力学问题研究提出了一系列需要迫切解决的挑战性问题。高温极端条件下材料的高温三维应力状态、微纳观结构演化、原子-电子体系的动力学行为对结构的服役性能、功能系统的抗损毁能力等都有着至关重要的影响。但在这种高温极端环境下直接开展标准试样的力学性能和结构性能试验,存在很大困难且代价高昂,尤其是2000℃以上温度区间；相应的理论分析方法和手段缺乏实验支持,因此需研制能够模拟真实热场环境的高温实验装置。

中国专利文献CN 108344644 A于2018年7月31日公开了“高温拉伸实验装置及其方法”，它主要包括静态加载系统、试样夹持系统、试样加热系统、图形采集系统等，其加热系统采用电阻加热的方式并用热电偶测温，能捕捉试样在高温拉伸载荷下的破坏与变形；中国专利文献CN 208140498 U于2018年11月23日公开了“高温多载荷加载原位测试装置”，它主要包括高温加载模块、多载荷加载模块、原位观测模块和支撑模块，可实现真空或者惰性气体环境下的多载荷加载试验，高温加热炉通过感应线圈对石墨发热体感应加热；中国专利文献CN 108760525 A于2018年11月6日公开了“一种基于计算机断层扫描系统原位超高温拉伸实验装置”，它主要包括对超高温拉伸试样进行原位观测的测试系统、载荷加载系统、加载控制系统、加热系统、测温系统、用于模拟试样服役条件下气体环境的保护气装置等，加热系统采用电阻加热的方式并用红外测温。

综合分析上述装置，以上现有检测装置存在以下不足：1)上述装置采用电阻炉、石墨炉等加热的，加热区域大，功耗高，而实验夹具设置于高温区中，材料选择和设计困难；采用高温感应炉加热的，仅能加热高导电样品，感应部件互换性和适应性较差，不宜在一些形状复杂的试件和复合材料上应用；2)在力学测试同时，难以同步进行热冲击、热疲劳、激光损坏等测试实验；3)对于断裂等实验，只能预加工切口和预制裂纹，不能测试中引入局部可控破坏；4)加热部腔体大且密封，使观测视窗较小，难以实现多角度实时观测。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种非接触热冲击高温力学测试装置，它能够提供常规的热载荷环境、真空或惰性气体环境以及激光热冲击环境，并且这些复杂环境可以同时施加与自由切换，具有灵活性高的特点。

本实用新型所要解决的技术问题通过以下的技术方案实现：

一种非接触热冲击高温力学测试装置，包括底座11以及固定于底座11上的力学实验模块1；所述力学试验模块1与底座11形成空腔，空腔内横向设有中横梁2，中横梁2的两端均与力学试验模块固定连接；所述空腔内纵向设有两条对称的导轨7，两条导轨7的一端均与力学试验模块固定连接，两条导轨7的另一端均与底座11固定连接；中横梁2的下方固定设有腔外上夹具3，底座11上表面对应设有腔外下夹具10；