液氦杜瓦瓶力學性能連續控溫測試平臺的應用

點擊次數：1579 更新時間：2021-02-27

技術領域
本實用新型涉及材料的靜態力學性能測試系統，特別涉及種200℃~-269℃材料靜態力學性能(控溫拉仲、壓縮、彎曲、剪切等靜態力學性能)連續控溫測試平臺。
背景技術
口前，材料在不同溫度下的靜態力學性能測試，采用的是高溫和低溫分開的力學測試系統。高溫的測試系統可以進行連續穩定的控溫測試，而低溫或超低溫的測試有時難以實現室溫到4.2K的連續穩定的控溫。特別是些特殊材料(衛星的太陽能帆板及其它航天材料)需要反復經過高、低溫的循環冷熱沖擊后，然后在原位進行多種類型、不同溫測試裝置。鑒丁此，研究具有連續、穩定、控溫的拉仲、壓縮、彎曲、剪切等多種靜態力學測試類型的測試裝置顯得尤為重要。
發明內容
本實用新型的口的是提供一種200℃~-269℃材料靜態力學性能連續控溫測試平臺，其具有寬的溫度范圍；控溫、等溫區范韋大、溫度梯度小；適用多種材料的拉仲、壓縮、彎曲、剪切等靜態力學性能測試；材料標準試樣或非標準試樣均可進行測試；液氦杜瓦瓶內控溫無漏熱；安裝方便的特點。es

本實用新型的技術方案如下：
本實用新型提供的200℃~-269℃材料靜態力學性能連續控溫測試平臺，其靜態力學測試系統、控溫系統和液氮/液氦杜瓦容器組成；
所述靜態力學測試系統[個不銹鋼液氦杜瓦瓶容器和一套力學測試系統組成；所述不銹鋼杜瓦容器具有多層絕熱層；所述力學測試系統包括：水平上法蘭盤、水平下法蘭盤和水平法蘭蓋和垂向軸套；所述垂向軸套山上至下依次連接所述水平上法蘭盤中心孔、水平法蘭蓋中心孔及水平下法蘭盤中心孔；所述水平上法蘭盤與試驗機橫梁相連接；所述水平法蘭蓋上設有以圓心為對稱點分布在其邊緣的8-12個通孔；該8-12個通孔通過螺釘將所述水平法蘭蓋固定在不銹鋼杜瓦容器上端；所述水平下法蘭盤密封在不銹鋼杜瓦容器內；處丁不銹鋼杜瓦容器內的水平下法蘭盤與水平法蘭蓋之問的垂向軸套裝有多層水平熱輻射屏；所述垂向軸套內裝丁承力軸，所述承力軸上端穿出水平上法蘭盤中心孔與載荷傳感器和連接；所述承力軸下端穿出水平下法蘭盤中心孔與力學測試上夾具相連；所述水平
下法蘭盤上設有以圓心為對稱點的2-4個連接通孔，該2-4個連接通孔用以連接力學測試下夾具；所述水平下法蘭盤靠近其邊緣以圓心為對稱點設有兩個排氣通孔；所述水平法蘭蓋上還設有裝有排氣管的排氣孔、電信號導線傳輸通孔、熱電偶溫度計連接通孔和輸液通孔；
所述控溫系統1溫度控制器、功率可調的矩形電加熱輻射板、熱電偶溫度計和電
磁閥開關組成：
所述控溫系統的一條控制導線連接所述電磁閥開關以控制電磁閥開關的開關：所述電磁閥開關裝在所述水平法蘭蓋上的排氣管上；所述電磁閥開關用以調節不銹鋼杜瓦容器內氣體的壓力：
所述控溫系統的另一條控制導線穿過所述電信號導線傳輸通孔連接所述矩形電加熱輻射板，以控制矩形電加熱輻射板的加熱：所述矩形電加熱輻射板裝于所述水平卜法蘭盤卜端面上，并位于承力軸卜端兩側壁外；所述溫度控制器的控溫導線穿過熱電偶溫度計連接通孔與所述熱電偶溫度計相連并對杜瓦容器內進行溫度控制：所述熱電偶溫度計裝在杜瓦容器之內的水平卜法蘭盤下
端面上；
所述液氮/液氦杜瓦容器內裝液氮/液氦；其上端輸液管穿過所述輸液通孔與霧化噴頭相連通；所述霧化噴頭位于所述杜瓦容器內的所述水平下法蘭盤下方。所述霧化噴頭上端帶有螺紋與所述輸液管螺紋連接，下端面是帶有多個小通孔的
不銹鋼圓管。所述液氮/液氦杜瓦容器為白增壓杜瓦容器。
本實用新型優點具有如卜：
本實用新型的200℃~-269℃材料靜態力學性能連續控溫測試平臺適用于寬的溫度范制(200℃~-269℃)；可以實現控溫，整個測試區域溫度梯度小，等溫區范偉大：適用于多種材料的拉伸、壓縮、彎曲、剪切等靜態力學性能測試：標準試樣或非標準試樣均
可進行測試；液氦杜瓦瓶內控溫無漏熱；且安裝方使.
附圖說明
圖1：本實用新型的200℃-269℃材料靜態力學性能連續控溫測試平臺的結構示意圖；圖2：液氮/液氦杜瓦容器3內結構示意圖。
具體實施方式卜面通過附圖及實施例進一步描述本實用新型：
圖1為本實用新型的200℃~-269℃材料靜態力學性能連續控溫測試平臺的結構示意圖，圖2為力學測試系統10結構示意圖，巾圖可知，本實用新型提供的200℃~-269℃材料靜態力學性能連續控溫測試平臺，其靜態力學測試系統1、控溫系統2和液氮/液氦
杜瓦容器3組成；
所述靜態力學測試系統1巾一個不銹鋼杜瓦容器11和一套力學測試系統10組]
所述不銹鋼杜瓦容器11具有多層絕熱層：
所述力學測試系統10包括：水平上法蘭盤14、水平卜法蘭盤15和水平法蘭蓋12和垂向軸套13；所述垂向軸套13巾上至卜依次連接所述水平上法蘭盤14中心孔、水平法蘭蓋12中心孔及水平下法蘭盤15中心孔：所述水平上法蘭盤14與試驗機橫梁相連接；
所述水平法蘭蓋12上設有以圓心為對稱點分布在其邊緣的8-12個通孔126；該8-12個通孔126通過螺釘將所述水平法蘭蓋12固定在不銹鋼杜瓦容器11上端；所述水平卜法蘭盤15密封在不銹鋼杜瓦容器11內；處于不銹鋼杜瓦容器11內的
水平卜法蘭盤15與水平法蘭蓋12之問的垂向軸套13裝有多層水平熱輻射屏16；所述重向軸套13內裝于承力軸19，所述承力軸19上端穿出水平上法蘭盤14中心孔與載荷傳感器相連接；所述承力軸19下端穿出水平下法蘭盤15中心孔與力學測試上夾具155相連：
所述水平卜法蘭盤15上設有以圓心為對稱點的2-4個連接通孔151，該2-4個連接通孔151用以連接力學測試下夾具154；所述水平卜法蘭盤15靠近其邊緣以圓心為對稱點設有兩個排氣通孔152；所述水平法蘭蓋12上還設有裝有排氣管121的排氣孔、電信號導線傳輸通孔123、熱電偶溫度計連接通孔124和輸液通孔125；
所述控溫系統2溫度控制器21、功率可調的矩形電加熱輻射板18、熱電偶溫度計22和電磁閥開關122組成；
所述控溫系統2的一條控制導線連接所述電磁閥開關122以控制電磁閥開關122的開關；所述電磁閥開關122裝在所述水平法蘭蓋12上的排氣管121上；所述電磁閥開關122用以調節不銹鋼桿瓦容器11內氣體的壓力；
所述控溫系統2的另一條控制導線穿過所述電信號導線傳輸通孔123連接所述矩形電加熱輻射板18，以控制矩形電加熱輻射板18的加熱：所述矩形電加熱輻射板18裝于所述水平下法蘭盤15下端面上，并位于承力軸19卜端兩側壁外；
所述溫度控制器21的控溫導線穿過熱電偶溫度計連接通孔124與所述熱電偶溫度計22相連并對杜瓦容器內進行溫度控制；所述熱電偶溫度計22裝在杜瓦容器之內的水平下法蘭盤15下端面上；
所述液氮/液氦杜瓦容器3內裝液氮(液氦)；其上端輸液管17穿過所述輸液通孔125與霧化噴頭171相連通；所述霧化噴頭171位于所述杜瓦容器內的所述水平卜法蘭盤15下方。
所述霧化噴頭上端帶有螺紋與所述輸液管螺紋連接，下端面是帶有多個小通孔的不銹鋼圓管。所述液氮/液氦杜瓦容器為白增壓杜瓦容器。
本實用新型的用于500-4.2K材料靜態力學性能連續控溫測試系統的所有零部件均為不銹鋼或低溫鋼材料制作。
試驗時，將本實用新型的200℃~-269℃材料靜態力學性能連續控溫測試平臺通過力學測試系統10的上法蘭盤14與萬能材料試驗機的橫梁固定，承力軸19與WD-10A或Instron 5882的載荷傳感器連接；承力軸19下端與拉伸、壓縮、彎曲、剪切等不同力學測
試上夾具155連接；力學測試下夾具154通過下法蘭盤15上的2-4個通孔151連接：試樣4的兩端與測試上夾具155、測試下夾具154連接；液氮/液氦輸液管17與霧化噴頭171相連，霧化噴頭171穿進不銹鋼杜瓦容器11內部的下法蘭盤15；輸液管17的另一端頭與液
氮/液氦杜瓦容器3連接；電磁閥開關122、熱電偶溫度計22、電加熱輻射板18分別與溫度控制器21電連接：控溫過程中電磁閥開關122根據溫度控制器21反饋的熱電偶溫度計22控溫點的信息自動開閉，調節不銹鋼液氦杜瓦瓶容器11內的壓力米決定霧化噴頭171的液氮/液氦霧化噴入量；液氮/液氦杜瓦容器3通過白增壓的功能調節白身內部的壓力，促使液氮/液氦的噴入；電加熱輻射板18會根據溫度控制器22反饋的信息進行加熱控溫；整個試樣4所處的控溫區域溫度的梯度較小，控溫，控溫范圍大；通過計算機控制測試下夾具154向上或向卜運行完成試樣4所進行的測試；整個力學測試均在密閉的不銹鋼杜瓦容器11內完成。