[发明专利]一种超低温环境下试件疲劳实验装置及方法

权利要求书

1.一种超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，包括装夹机构及液氮供给机构；

所述装夹机构包括上瓶身、波纹管、下瓶身、上夹持件及下夹持件，所述波纹管的上端与所述上瓶身固定连接，所述波纹管的下端与所述下瓶身可拆卸连接，所述上瓶身、所述波纹管及所述下瓶身围合成一密闭的试验腔，所述上瓶身上开设有与所述试验腔连通的排气口，所述排气口上设置有排气阀，所述下瓶身上开设有与所述试验腔连通的液氮输入口，所述液氮输入口上设置有调节阀，所述上夹持件部分固定于所述上瓶身内、并用于夹持试件的一端，所述下夹持件部分固定于所述下瓶身内、并用于夹持试件的另一端；

所述液氮供给机构包括液氮罐，所述液氮罐的出口用于与所述液氮输入口连通。

2.根据权利要求1所述的超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，所述装夹机构还包括上法兰、下法兰、密封垫圈及固定件，所述上法兰固定于所述波纹管的下端，所述下法兰固定于所述下瓶身的上端，所述下法兰用于与所述上法兰扣合，所述密封垫圈设置于所述上法兰与所述下法兰之间，所述固定件用于固定所述上法兰及所述下法兰。

3.根据权利要求2所述的超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，所述上法兰上开设有若干个第一固定孔，所述下法兰上开设有若干个与各个所述第一固定孔一一对应的第二固定孔，所述固定件包括若干个固定螺栓，所述固定螺栓用于穿过对应的所述第一固定孔及对应的所述第二固定孔。

4.根据权利要求1所述的超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，所述上夹持件为上套筒，所述上套筒的内壁上形成有第一内螺纹，所述试件的一端的外侧壁上开设有与所述第一内螺纹相配合的第一外螺纹，所述第一外螺纹与所述第一内螺纹螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，所述下夹持件为下套筒，所述下套筒的内壁上形成有第二内螺纹，所述试件的另一端的外侧壁上开设有与所述第二内螺纹相配合的第二外螺纹，所述第二外螺纹与所述第二内螺纹螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，所述上瓶身上还开设有与所述试验腔连通的安装口，所述安装口内用于安装液位计，所述液位计用于检测所述试验腔内的液氮的液面高度。

7.根据权利要求1所述的超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，所述液氮罐为自增压液氮罐。

8.根据权利要求1所述的超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，所述液氮供给机构还包括连接管，所述连接管的一端与所述液氮罐的出口连通，所述连接管的另一端与所述液氮输入口连通。

9.根据权利要求1所述的超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，还包括压力检测件，所述压力检测件用于检测所述试验腔内的气压。

10.一种超低温环境下试件疲劳实验方法，适用于如权利要求1-9中任意一项所述的超低温环境下试件疲劳实验装置，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将试件的一端固定于上夹持件，将试件的另一端固定于下夹持件，将上夹持件及下夹持件分别连接至压力机的固定端和活动端，再将波纹管的下端与下瓶身固定连接，此时，上瓶身、波纹管及下瓶身围合成一密闭的试验腔；

S2、通过液氮罐向试验腔内注入液氮，从而对实验腔内的试件进行制冷，当实验腔内液氮压力达到一定值时，排气阀开启排出挥发的液氮维持实验腔内压力稳定；

S3、通过压力机带动上夹持件及下夹持件相互分离，从而带动试件进行拉伸试验，在试验过程中，波纹管可跟随试件的拉伸而发生长度变化，从而保证拉伸试验的进行。