[发明专利]低频振动辅助等温拉伸表征测定装置

权利要求书

1.一种低频振动辅助等温拉伸表征测定装置，其特征在于，包括：设置于万能试验机上的液压激振装置和温度控制装置，以及信息采集系统其中：待测金属试样设置于万能试验机上，温度控制装置对待测试样进行加热并保温的同时液压激振装置通过夹头对待测金属试样施加振动，整个过程中万能试验机保持对待测金属试样的夹持并测试，由信息采集系统采集等温振动条件下的材料力学性能；

所述的温度控制装置包括：中频感应加热电源、中频感应加热机分机和带有铁磁体的感应加热线圈，以及通过气管连接的空气压缩机和空气喷嘴，其中：加热电源为加热线圈提供交变电流，加热分机与加热线圈连接，加热线圈和喷嘴均设置于待测试样旁；

所述的液压激振装置包括：通过高频伺服阀连接的激振缸和液压站。

2.根据权利要求1所述的低频振动辅助等温拉伸表征测定装置，其特征是，所述的激振缸包括：激振杆、磁环、油缸、有杆油腔和无杆油腔，其中：磁环设置于激振杆的内部，有杆油腔位于激振杆的上方，无杆油腔位于激振杆的下方，有杆油腔和无杆油腔通过液压管道与伺服阀的工作油口连接。

3.根据权利要求1所述的低频振动辅助等温拉伸表征测定装置，其特征是，所述的加热线圈内设有高压循环水以防止线圈过热损坏。

4.根据权利要求1所述的低频振动辅助等温拉伸表征测定装置，其特征是，所述的信息采集系统，包括：拉伸模块、激振模块、温控模块以及总控制器，其中：拉伸模块采集电子万能试验机的活动横梁运动信息并将信息通过电脑输出计算，激振模块通过设置在激振缸内部的位移传感器采集激振幅值传输至PLC位置控制单元，并转换为激振信号至伺服阀控制激振缸内油腔油压以实现激振，温控模块通过红外线测量仪测量待测试样的温度并将信号传输至温控仪以调整加热电源的输出电流强度与功率。

5.根据权利要求1所述的低频振动辅助等温拉伸表征测定装置，其特征是，所述的液压站提供的液压油经高压齿轮泵加压，进入蓄能器与高频伺服阀，其中：蓄能器保证高压油路P油压的稳定性，蓄能器通过安全阀与低压油箱连接，确保油路安全性；高频伺服阀在PLC位置控制单元给定的激振信号下，阀芯在电磁力作用下沿水平方向往复运动；当阀芯在阀体内运动至右端时，P-A接通，高压油经过高频伺服阀从高压齿轮泵流入无杆油腔；同时，B-T接通，油液从有杆油腔经高频伺服阀流回液压站；激振杆在无杆油腔与有杆油腔间形成的正油压差推动下向上移动；当阀芯在阀体内运动至左端时，P-B接通，高压油经过高频伺服阀从高压齿轮泵流入有杆油腔；此时A-T接通，原先存在于无杆油腔的高压油液经高频伺服阀流回液压站；激振杆在无杆油腔与有杆油腔间形成的负油压差下向下移动，从而激振杆形成往复振颤运动；从高压齿轮泵引出的高压油管道与流回液压站的低压管道间安装有溢流阀用以防止高压油路压力过高；利用PLC位置控制单元发出的电信号调节流经高频伺服阀中第一工作油口A和第二工作油口B的输出油量大小来实现液压激振缸振幅的调节；激振频率可通过控制高频伺服阀的阀芯的换向频率进行调控。

6.根据权利要求4或5所述的低频振动辅助等温拉伸表征测定装置，其特征是，所述的PLC位置控制单元通过PID控制器和D/A转换器向高频伺服阀输出模拟信号，控制高频伺服阀阀芯位移量与换向频率，从而控制流向激振缸无杆油腔与有杆油腔的流量与油压，进而调节激振杆的激振频率与振幅；位于激振杆内部的位移磁环记录激振杆实时位置信息，并反馈给PLC位置控制单元进行PID运算，实现激振杆激振波形与输入信号的精确匹配。