[发明专利]一种材料力学性能测试装置

说明书

本发明公开了一种材料力学性能测试装置，包括真空腔体、冷屏、动力源组件、连接头、制冷机、连接颈管和温度开关，所述真空箱体内设置有冷屏，所述动力源组件的样品连接端伸入冷屏并连接两个连接头，所述连接颈管一端连接所述制冷机的一级冷头，另一端贯穿真空腔体连接所述冷屏，所述制冷机的二级冷头通过温度开关连接所述连接头；所述温度开关包括上连接法兰、冷凝翅片、下连接法兰、波纹管、软连接件和氦气注入管。本发明的优点在于，实现了在不拆除制冷机的情况下进行4.2K以上温区的力学性能测试。

技术领域

本发明涉及力学性能技术领域，具体涉及到一种材料力学性能测试装置。

背景技术

目前，在材料力学性能测试装置中，依靠GM制冷机作为冷源的的方式越来越普遍，且需要在高温测试时起到保护制冷机的作用，同时有效的减少高温侧的固体导热漏热，在低温测试时满足良好的导冷效果且能维持低温环境。

公布号为CN109030232A的中国发明专利文献公开了中子散射低温拉伸杜瓦，用于维持拉伸时的低温环境。但是该专利不能满足高温拉伸试验时的制冷机脱开，无法满足高温区材料力学性能测试；公布号为CN102854056A的中国发明专利文献公开了一种制冷机做冷源的材料低温力学性能测试装置，该装置通过制冷机做冷源，无需消耗液氦或者液氦，实现4.2-300K温区内的任意点温度测试，虽然该装置也能够实现4.2-300K温区材料力学性能测试，但是对于4.2K以上温区的材料力学性能测试时则需要将制冷机拆除，防止高温对制冷机造成损坏，在制冷机未拆机的情况下不能进行4.2K以上温区的测试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何提供一种能够在未拆机的情况下进行4.2K以上温区力学性能测试的测试装置。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种材料力学性能测试装置，包括真空腔体、冷屏、动力源组件、连接头、制冷机、连接颈管和温度开关，所述真空箱体内设置有冷屏，所述动力源组件的样品连接端伸入冷屏并连接两个连接头，所述连接颈管一端连接所述制冷机的一级冷头，另一端贯穿真空腔体连接所述冷屏，所述制冷机的二级冷头通过温度开关连接所述连接头；

所述温度开关包括上连接法兰、冷凝翅片、下连接法兰、波纹管、软连接件和氦气注入管，所述制冷机的二级冷头伸入真空腔体连所述上连接法兰，所述上连接法兰远离制冷机的一端连接所述冷凝翅片，所述上连接法兰通过波纹管连接下连接法兰，致使所述冷凝翅片设置在波纹管内部且与下连接法兰之间有间隙，所述下连接法兰通过软连接件连接所述连接头，所述氦气注入管依次贯穿真空腔体、冷屏并与波纹管内腔连通。

在进行低温测试时，通过氦气注入管向波纹管内注入氦气，在制冷机的制冷作用下，气态氦气转化为液氦，使得冷凝翅片通过液氦与下连接法兰，下连接法兰通过软连接件将冷量传递至连接头，从而传递给样品；冷凝翅片通过液氦与下连接法兰，提高了冷凝翅片对下连接法兰的导冷效果，进而提高了对样品的导冷效果。

在进行4.2K以上温区测试时，通过氦气注入管对波纹管内抽真空，使得波纹管内部为真空环境，实现了热隔绝，由于冷凝翅片与下连接法兰之间有间隙，只有少量的热量通过波纹管传递至制冷机，满足制冷机的安全温度，进而实现了在不拆除制冷机的情况下进行4.2K以上温区力学性能测试。并且通过波纹管的设置，提高了上连接法兰与下连接法兰的连接长度，进一步减低了热传导。

优选地，所述动力源组件包括支撑板、支撑杆、右拉杆、左拉杆和驱动机构，所述支撑板通过支撑杆竖向固定在真空腔体内，所述右拉杆一端连接所述支撑板，另一端连接所述连接头，所述左拉杆一端伸出真空腔体连接驱动机构，另一端朝右拉杆的方向设置并连接另一个连接头，两个连接头相对设置用于连接样品，所述下连接法兰分别通过软连接件连接两个连接头。

优选地，所述制冷机通过真空颈管与真空腔体密封连接。

优选地，所述连接法兰与冷凝翅片一体成型。