[发明专利]一种超低温环境下试件疲劳实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种超低温环境下试件疲劳实验装置及方法，包括装夹机构及液氮供给机构；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；所述液氮供给机构包括液氮罐。本发明的有益效果是：通过直接在实验腔内对试件进行降温和疲劳实验，从而一方面可省去试件转移步骤，防止转移过程中冷量损失，另一方面，实验腔的形状可以根据试件的形状进行定制生产，从而可尽可能减小需要制冷的空间的大小，进一步减小液氮使用量。

技术领域

本发明涉及疲劳实验装置技术领域，尤其是涉及一种超低温环境下试件疲劳实验装置及方法。

背景技术

在超低温疲劳实验中，实验室常用的试件冷却降温方法主要是将试件放在超低温冰箱、高低温环境箱等降温装置中进行冷却，冷却完毕后迅速移到试验机上试验。不过对于试件导热系数大、或试验时间长的情况，还要考虑试件转移过程中的热损失，因此，在这种情况下，通常还需要将冷却好的试件在转移到试验机上之后进行二次冷却。

此外，-196℃超低温疲劳实验一般耗时长，使用传统的液氮环境箱制冷(如申请号为CN201220708864.5的中国实用新型专利)，由于环境箱腔体大，夹具与环境箱连接部位存在缝隙，导致液氮使用量非常大，实验成本非常高。这样的试验方法和步骤不仅费时费力，而且制冷所需成本也显著增加。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种超低温环境下试件疲劳实验装置及方法，用以解决现有的超低温疲劳实验由于需要转移试件导致液氮使用量大、实验成本高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种超低温环境下试件疲劳实验装置，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，所述液氮罐为自增压液氮罐。