[发明专利]温压环境下静态半圆盘三点弯曲断裂韧性测量装置及方法

权利要求书

1.一种温压环境下静态半圆盘三点弯曲断裂韧性测量装置，其特征在于：包括温压控制装置、半圆盘三点弯曲加载装置和试样夹持装置；所述半圆盘三点弯曲加载装置位于温压控制装置内部，所述试样夹持装置位于半圆盘三点弯曲加载装置的活动底板 (21) 上；所述温压控制装置包括电热丝供电箱 (7)、压强计 (3)、压强控制伺服泵(4)、圆柱釜体、压力釜顶盖(2)、压力釜底盖(5)，圆柱釜体的下部设置压力釜底盖(5)，圆柱釜体的顶部设置压力釜顶盖(2)，圆柱釜体中部设有可视窗 (6)，可视窗 (6) 与釜体固结，压强控制伺服泵(4) 通过管道与釜体连接，电热丝供电箱 (7) 通过供电线与釜体连接；所述半圆盘三点弯曲加载装置包括圆柱体压柱 (1)、半圆柱体压头 (17)、半圆柱形支座 (20) 和活动底板(21)，半圆柱体压头 (17) 固定在圆柱体压柱(1)底端，半圆柱体支座 (20)与活动底板(21)固定并位于活动底板(21)上面，试样放置在半圆柱体支座 (20)上面且位于半圆柱体压头 (17)正下方；所述试样夹持装置包括前侧定位柱 (22)、后侧定位柱(25)、滑动软杆(23) 和定位螺栓 (24)；滑动软杆 (23)的滑套套在前侧定位柱 (22)上，半圆柱形支座(20)设置在前侧定位柱 (22)与后侧定位柱(25)之间，定位螺栓 (24)设置在前侧定位柱(22)上并位于滑动软杆 (23)与半圆柱形支座 (20)之间；为保证密封性，压柱密封环 (10)和活动密封环(15) 用于压力釜内流体的密封，圆形密封导向圈 (12) 置于压力釜顶端，上端和顶盖接触，下端和压力釜内壁面的凸起接触；为保证定位，圆柱体压柱(1)连接有定位键 (8)，在压力釜顶盖上轴对称分布有导向槽 (9)，导向槽 (9)与定位键配套使用，定位槽(16) 对称分布在活动底板（21）上，用于底板的定位；为保证温度和压强可控，绝缘层和电热丝 (13) 分别在外侧和内侧形成管型结构，粘贴在压力釜内壁面，压强计 (3) 和伺服泵(4) 共同保证釜内压强维持在特定值。

2.一种温压环境下静态半圆盘三点弯曲断裂韧性测量方法，包括以下步骤：

(1) 按照直径D=76 mm、厚度B≥ 0.4D或30 mm、裂纹长度a：0.2≤a/D≤ 0.3、支撑点间距l：0.5 ≤l/D≤ 0.8的参数加工半球形试样；

(2)将权利要求1所述的装置连接完整，向釜内加温加压并保持 5–10分钟，检查密封性、温度和压强是否恒定；

(3)将装置于压缩试验机上，以恒定速度控制压柱移动接近一个行程，记录过程中试验机所受的阻力F₀；

(4)关闭电热丝开关，逐步减小釜体内压力，将压柱回位；

(5)从底部打开压力釜，放入试样并使用定位螺栓固定，置于压缩试验机上；试样半圆面朝向可视窗一侧；

(6)增加压强至测量点一半，打开电热丝开关增加温度，继续缓慢增压增温至测量点；

(7)以恒定速度控制压柱移动直至试验机的力-位移曲线出现突降，记录试验机所受的最大力F；试验机位移不得超过压柱行程；

(8)重复 (3)-(6)完成分组重复实验；

(9)实验结束后安放实验装置，整理结果。