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CN106596247A - 一种深冷环境材料力学性能试验装置 - Google Patents

一种深冷环境材料力学性能试验装置 Download PDF

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CN106596247A
CN106596247A CN201611044682.1A CN201611044682A CN106596247A CN 106596247 A CN106596247 A CN 106596247A CN 201611044682 A CN201611044682 A CN 201611044682A CN 106596247 A CN106596247 A CN 106596247A
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CN
China
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support base
pressure head
gripper shoe
cryogenic environment
material mechanical
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Withdrawn
Application number
CN201611044682.1A
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Inventor
王举
孙益民
芮定文
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ANHUI RUIYAN NEW MATERIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Original Assignee
ANHUI RUIYAN NEW MATERIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/022—Environment of the test
    • G01N2203/0222—Temperature
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Abstract

本发明公开了一种深冷环境材料力学性能试验装置，包括支撑座，所述支撑座的前侧设有水平设置的支撑板，所述支撑板的顶端设有推杆电机，所述支撑板的底端分别设有保护套和竖直设置的气缸，所述保护套内套设有压杆，所述压杆远离支撑板的一侧螺纹连接有压头，压头上设有一圈锥形设置的深冷腔，压头的一侧设有接口，压头的另一侧嵌装有红外线接收器，所述支撑座的一侧设置有液氮汽化器，液氮汽化器靠近压头的一侧连接有软质输送管，所述支撑座的另一侧固定安装有与支撑座垂直设置的固定座，所述固定座靠近支撑座的一侧设有滑轨。本发明设计布局合理，测试方法简单方便，方便对试验材料进行温度适应能力的测试，且测量精度高。

Description

一种深冷环境材料力学性能试验装置
技术领域
本发明涉及力学性能试验设备技术领域，尤其涉及一种深冷环境材料力学性能试验装置。
背景技术
材料的力学性能是指材料在不同环境(温度、介质、湿度)下，承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等)时所表现出的力学特征。而深冷环境下材料力学性能的影响和机理十分复杂，传统用于深冷环境材料的力学性能试验成本较高，在试验材料力学性能时较为繁琐，同时测量精度不高，使用上存在一定的局限性。
发明内容
本发明提出的一种深冷环境材料力学性能试验装置，解决了成本较高，在试验材料力学性能时较为繁琐，同时测量精度不高的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种深冷环境材料力学性能试验装置，包括支撑座，所述支撑座的前侧设有水平设置的支撑板，所述支撑板的顶端设有推杆电机，所述支撑板的底端分别设有保护套和竖直设置的气缸，所述保护套内套设有压杆，其中压杆的一端延伸至支撑板的顶端，且压杆与推杆电机的输出轴连接，所述压杆远离支撑板的一侧螺纹连接有压头，其中压头为锥形结构，压头上设有一圈锥形设置的深冷腔，压头的一侧设有接口，且接口与深冷腔相连通，压头的另一侧嵌装有红外线接收器，所述支撑座的一侧设置有液氮汽化器，液氮汽化器靠近压头的一侧连接有软质输送管，且软质输送管与接口螺纹连接，所述支撑座的另一侧固定安装有与支撑座垂直设置的固定座，所述固定座靠近支撑座的一侧设有滑轨，所述滑轨内滑动连接有滚动球，所述滚动球远离固定座的一侧固定安装有水平设置的测试板，且测试板与气缸的活塞杆固定连接，所述测试板靠近压头的一侧还嵌装有红外线发射器，所述红外线发射器与红外线接收器相对应设置。
优选地，所述测试板的底端所处水平高度与压头的底端所处水平高度相同。
优选地，所述支撑板上设有通孔，且压杆的一端通过通孔延伸至支撑板的顶端，且压杆分别与通孔和保护套的内壁滑动连接。
优选地，所述支撑座靠近支撑板的一侧还是设有竖直设置的支撑杆，支撑杆的顶端设有固定架，其中固定架为U形结构，且固定架位于压头的正下方。
优选地，所述支撑座靠近固定座的一侧还设有竖直方向排列的刻度。
优选地，所述支撑座内设有空腔，空腔内设有控制装置，其中控制装置的输入端与红外线接收器连接，控制装置的输出端分别与液氮汽化器、推杆电机、气缸和红外线发射器连接。
优选地，所述控制装置采用80C51式通用型单片机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中通过液氮汽化器将液氮转变为汽态形式大量吸热，利用软质输送管与压头上的接口对接制造深冷环境，方便对试验材料进行温度适应能力的测试；
2、本发明中通过推杆电机带动压头向下施力对试验材料进行力学性能测试，同时利用气缸带动测试板上下移动，方便在红外线发射器与红外线接收器信号对应时检测材料变形产生的位移信息，测试方法简单方便，并且测量精度高。
本发明设计布局合理，测试方法简单方便，方便对试验材料进行温度适应能力的测试，且测量精度高。
附图说明
图1为本发明提出的一种深冷环境材料力学性能试验装置的主视结构示意图；
图2为本发明提出的一种深冷环境材料力学性能试验装置的俯视结构示意图；
图3为本发明提出的一种深冷环境材料力学性能试验装置压头的剖视结构示意图；
图4为本发明提出的一种深冷环境材料力学性能试验装置的原理框图。
图中：1支撑座、2保护套、3软质输送管、4液氮汽化器、5支撑板、6推杆电机、7气缸、8固定座、9压杆、10滑轨、11红外线发射器、12测试板、13红外线接收器、14压头、15支撑杆、16固定架、17滚动球、18接口、19深冷腔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种深冷环境材料力学性能试验装置，包括支撑座1，支撑座1的前侧设有水平设置的支撑板5，支撑板5的顶端设有推杆电机6，支撑板5的底端分别设有保护套2和竖直设置的气缸7，保护套2内套设有压杆9，其中压杆9的一端延伸至支撑板5的顶端，且压杆9与推杆电机6的输出轴连接，压杆9远离支撑板5的一侧螺纹连接有压头14，其中压头14为锥形结构，压头14上设有一圈锥形设置的深冷腔19，压头14的一侧设有接口18，且接口18与深冷腔19相连通，压头14的另一侧嵌装有红外线接收器13，支撑座1的一侧设置有液氮汽化器4，液氮汽化器4靠近压头14的一侧连接有软质输送管3，且软质输送管3与接口18螺纹连接，支撑座1的另一侧固定安装有与支撑座1垂直设置的固定座8，固定座8靠近支撑座1的一侧设有滑轨10，滑轨10内滑动连接有滚动球17，滚动球17远离固定座8的一侧固定安装有水平设置的测试板12，且测试板12与气缸7的活塞杆固定连接，测试板12靠近压头14的一侧还嵌装有红外线发射器11，红外线发射器11与红外线接收器13相对应设置。。
测试板12的底端所处水平高度与压头14的底端所处水平高度相同，支撑板5上设有通孔，且压杆9的一端通过通孔延伸至支撑板5的顶端，且压杆9分别与通孔和保护套2的内壁滑动连接，支撑座1靠近支撑板5的一侧还是设有竖直设置的支撑杆15，支撑杆15的顶端设有固定架16，其中固定架16为U形结构，且固定架16位于压头14的正下方，支撑座1靠近固定座8的一侧还设有竖直方向排列的刻度，支撑座1内设有空腔，空腔内设有控制装置，其中控制装置的输入端与红外线接收器13连接，控制装置的输出端分别与液氮汽化器4、推杆电机6、气缸7和红外线发射器11连接，控制装置采用80C51式通用型单片机，通过液氮汽化器4将液氮转变为汽态形式大量吸热，利用软质输送管3与压头14上的接口18对接制造深冷环境，方便对试验材料进行温度适应能力的测试；通过推杆电机6带动压头14向下施力对试验材料进行力学性能测试，同时利用气缸带动测试板12上下移动，测试板12一侧的滚动球17于滑轨10内滑动，减小摩擦，方便在红外线发射器与红外线接收器信号对应时检测材料变形产生的位移信息，测试方法简单方便，并且测量精度高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种深冷环境材料力学性能试验装置，包括支撑座（1），其特征在于，所述支撑座（1）的前侧设有水平设置的支撑板（5），所述支撑板（5）的顶端设有推杆电机（6），所述支撑板（5）的底端分别设有保护套（2）和竖直设置的气缸（7），所述保护套（2）内套设有压杆（9），其中压杆（9）的一端延伸至支撑板（5）的顶端，且压杆（9）与推杆电机（6）的输出轴连接，所述压杆（9）远离支撑板（5）的一侧螺纹连接有压头（14），其中压头（14）为锥形结构，压头（14）上设有一圈锥形设置的深冷腔（19），压头（14）的一侧设有接口（18），且接口（18）与深冷腔（19）相连通，压头（14）的另一侧嵌装有红外线接收器（13），所述支撑座（1）的一侧设置有液氮汽化器（4），液氮汽化器（4）靠近压头（14）的一侧连接有软质输送管（3），且软质输送管（3）与接口（18）螺纹连接，所述支撑座（1）的另一侧固定安装有与支撑座（1）垂直设置的固定座（8），所述固定座（8）靠近支撑座（1）的一侧设有滑轨（10），所述滑轨（10）内滑动连接有滚动球（17），所述滚动球（17）远离固定座（8）的一侧固定安装有水平设置的测试板（12），且测试板（12）与气缸（7）的活塞杆固定连接，所述测试板（12）靠近压头（14）的一侧还嵌装有红外线发射器（11），所述红外线发射器（11）与红外线接收器（13）相对应设置。
2.根据权利要求1所述的一种深冷环境材料力学性能试验装置，其特征在于，所述测试板（12）的底端所处水平高度与压头（14）的底端所处水平高度相同。
3.根据权利要求1所述的一种深冷环境材料力学性能试验装置，其特征在于，所述支撑板（5）上设有通孔，且压杆（9）的一端通过通孔延伸至支撑板（5）的顶端，且压杆（9）分别与通孔和保护套（2）的内壁滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种深冷环境材料力学性能试验装置，其特征在于，所述支撑座（1）靠近支撑板（5）的一侧还是设有竖直设置的支撑杆（15），支撑杆（15）的顶端设有固定架（16），其中固定架（16）为U形结构，且固定架（16）位于压头（14）的正下方。
5.根据权利要求1所述的一种深冷环境材料力学性能试验装置，其特征在于，所述支撑座（1）靠近固定座（8）的一侧还设有竖直方向排列的刻度。
6.根据权利要求1所述的一种深冷环境材料力学性能试验装置，其特征在于，所述支撑座（1）内设有空腔，空腔内设有控制装置，其中控制装置的输入端与红外线接收器（13）连接，控制装置的输出端分别与液氮汽化器（4）、推杆电机（6）、气缸（7）和红外线发射器（11）连接。
7.根据权利要求6所述的一种深冷环境材料力学性能试验装置，其特征在于，所述控制装置采用80C51式通用型单片机。
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