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原文传递超重力环境悬挂式多场耦合作用下材料性能测试系统

专利名称：	超重力环境悬挂式多场耦合作用下材料性能测试系统
摘要：	本发明公开了一种超重力环境悬挂式多场耦合作用下材料性能测试系统。包括吊装密封舱、承力架、高温炉、力学测试装置、缓冲装置；吊装密封舱内部固定安装有承力架和高温炉，承力架罩在高温炉外，缓冲装置安装于高温炉内的底部，力学测试装置上下两端连接在承力架顶部和高温炉底部内，试样连接安装在力学测试装置末端。本发明解决高速旋转状态下体积力‑面力‑温度耦合作用下材料动态性能测试的难题，装置结构简单，操作方便且安全可靠。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	韦华;卢士亮;林伟岸;蒋建群;张泽;陈云敏
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910539151.7
公开号：	CN110261216A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	林超
分类号：	G01N3/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种超重力环境悬挂式多场耦合作用下材料性能测试系统，其特征在于：包括吊装密封舱(1)、承力架(2)、高温炉(3)、力学测试装置(4)、缓冲装置(5)；吊装密封舱(1)内部固定安装有承力架(2)和高温炉(3)，承力架(2)罩在高温炉(3)外，缓冲装置(5)安装于高温炉(3)内的底部，力学测试装置(4)上下两端连接在承力架(2)顶部和高温炉(3)底部内，试样(6)连接安装在力学测试装置(4)末端；所述的高温炉(3)固定于超重力试验舱中，所述的高温炉(3)包括从上到下依次布置连接的上炉体、中炉体、下炉体以及隔热保温层(316)、高强度炉管(317)、发热体(318)和炉体承载体(319)；上炉体主要由上隔热盖(31)、上腔体外壳(32)、上腔体中壳(33)、上腔体隔热层(34)、上腔体下固定盖(35)组成，上腔体外壳(32)、上腔体中壳(33)、上腔体隔热层(34)分别从外到内安装形成上炉三层结构，上隔热盖(31)和上腔体下固定盖(35)分别安装于上炉三层结构的上端和下端使得上炉三层结构固定连接，上腔体外壳(32)和上腔体中壳(33)之间以及上腔体中壳(33)和上腔体隔热层(34)之间均有间隙作为空气隔热层；中炉体主要由中隔热盖(36)、中腔体外壳(37)、中腔体中壳(38)、中腔体隔热层(39)、中腔体下固定盖(310)组成，中腔体外壳(37)、中腔体中壳(38)、中腔体隔热层(39)分别从外到内安装形成中炉三层结构，中隔热盖(36)和中腔体下固定盖(310)分别安装于中炉三层结构的上端和下端使得中炉三层结构固定连接，中腔体外壳(37)和中腔体中壳(38)之间以及中腔体中壳(38)和中腔体隔热层(39)之间均有间隙作为空气隔热层；上炉体的上腔体下固定盖(35)和中炉体的中隔热盖(36)之间固定连接；下炉体主要由下隔热盖(311)、下腔体外壳(312)、下腔体中壳(313)、下腔体隔热层(314)、下腔体下固定盖(315)组成，下腔体外壳(312)、下腔体中壳(313)、下腔体隔热层(314)分别从外到内安装形成下炉三层结构，下隔热盖(311)和下腔体下固定盖(315)分别安装于下炉三层结构的上端和下端使得下炉三层结构固定连接，下腔体外壳(312)和下腔体中壳(313)之间以及下腔体中壳(313)和下腔体隔热层(314)之间均有间隙作为空气隔热层；中炉体的中腔体下固定盖(310)和下炉体的下隔热盖(311)之间固定连接；炉体承载体(319)置于下炉体的下腔体隔热层(314)底部，高强度炉管(317)置于炉体承载体(319)上，高强度炉管(317)外分别和上炉体的上腔体隔热层(34)、中炉体的中腔体隔热层(39)、下炉体的下腔体隔热层(314)之间填充有隔热保温层(316)；高强度炉管(317)内部加工有螺旋状凹槽(318-1)，螺旋状凹槽(318-1)装有螺旋状的发热体(318)，螺旋状凹槽(318-1)在朝向高强度炉管(317)内壁的一侧开设有散热通道(318-2)，通过散热通道(318-2)将发热体(318)产生的热量均匀辐射到高强度炉管(317)中央；所述的力学测试装置(4)包括高温拉杆(4-1)、夹头(4-2)、试样(6)、锁紧螺母(4-4)和面力加载块(4-5)；高温拉杆(4-1)上端通过螺孔(4-6)和螺栓固定在承力架(2)顶部，高温拉杆(4-1)下端和夹头(4-2)上端固定，夹头(4-2)下端装夹住试样(6)的上端，试样(6)下端经锁紧螺母(4-4)和面力加载块(4-5)固定连接；高温拉杆(4-1)的下部和试样(6)置于高温炉(3)的高强度炉管(317)内，面力加载块(4-5)穿过高温炉(3)的高强度炉管(317)伸入到缓冲装置(5)中。 2.根据权利要求1所述的一种超重力环境悬挂式多场耦合作用下材料性能测试系统，其特征在于：所述的吊装密封舱(1)包括上密封穹顶(11)和吊装密封腔体(12)，吊装密封腔体(12)内部设有腔体，腔体上端开口，吊装密封腔体(12)的两侧侧壁向外连接有舱体吊耳13，两侧的舱体吊耳铰接连接到超重力离心机的吊篮转臂上，上密封穹顶(11)通过螺栓安装连接到吊装密封腔体(12)的腔体开口端面并密封连接；所述的上密封穹顶(11)上设有主机接口(11-1)，主机接口(11-1)用于连接真空系统的抽气接口、监测炉内压力的压力表接口、控制炉内压力的安全阀接口、加热系统的加热电极接口法兰、测温系统、变形测量的真空连接电缆插口。 3.根据权利要求1所述的一种超重力环境悬挂式多场耦合作用下材料性能测试系统，其特征在于：所述的承力架(2)包括拉杆固定穹顶(2-1)、固定环(2-2)和立柱(2-3)，两个固定环(2-2)分别上下平行相对布置，两个固定环(2-2)之间通过多根立柱(2-3)固定连接形成柱形壳体，上部的固定环(2-2)上固定安装有拉杆固定穹顶(2-1)，拉杆固定穹顶(2-1)为圆弧凸台结构，下部的固定环(2-2)通过螺栓固定于吊装密封腔体(12)腔体的内底面，拉杆固定穹顶(2-1)和立柱(2-3)由两个固定环(2-2)固定，防止受力变形，拉杆固定穹顶(2-1)采用圆弧设计；力学测试装置(4)顶端安装于拉杆固定穹顶(2-1)上，下端穿过高温炉(3)后连接到试样(6)上。 4.根据权利要求1所述的一种超重力环境悬挂式多场耦合作用下材料性能测试系统，其特征在于：工作过程中发热体(318)产生热量，通过辐射加热高强度炉管(317)，在高强度炉管(317)中央形成高温区，通过改变不同高度位置的螺旋状凹槽(318-1)螺距进而改变不同高度位置的发热体(318)在高强度炉管(317)间距，调整不同高度位置的加热温度，从而可以实现形成均匀的温度区或非均匀的温度梯度区。 5.根据权利要求1所述的一种超重力环境悬挂式多场耦合作用下材料性能测试系统，其特征在于：高温炉(3)安装使用时，先将下腔体下固定盖(315)通过螺栓固定于吊装密封舱(1)底部，炉体承载体(319)安装于下腔体下固定盖(315)上，下腔体外壳(312)、下腔体中壳(313)、下腔体隔热层(314)通过螺栓与下腔体下固定盖(315)连接，下隔热盖(311)通过螺栓与中腔体下固定盖(310)连接，中腔体中壳(38)、中腔体隔热层(39)、中腔体下固定盖(310)通过螺栓与中腔体下固定盖(310)连接，再通过螺栓与上腔体下固定盖(35)、中隔热盖(36)连接。 6.根据权利要求1所述的一种超重力环境悬挂式多场耦合作用下材料性能测试系统，其特征在于：将莫来石的隔热保温层(316)直接放置在陶瓷的高强度炉管(317)和下腔体隔热层(314)、中腔体隔热层(39)、上腔体隔热层(34)之间，既可以起到缓冲作用又可以隔绝热量。
所属类别：	发明专利