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原文传递液压气动中应变率拉伸压缩通用试验装置及方法

专利名称：	液压气动中应变率拉伸压缩通用试验装置及方法
摘要：	液压气动中应变率拉伸压缩通用试验装置及方法，属于材料动态力学性能测试技术领域，本发明为解决现有试验装置只适用于高、低应变率试验，并不能进行中应变率加载条件下拉伸或压缩动态应力波加载试验的问题。本发明装置包括试件、输出杆、应变片、圆柱缸体、活塞、活塞杆、输入杆、气路控制单元和水路控制单元；方法包括：步骤1：向水室注满水；步骤2：向气室充满氮气；步骤3、通过流量控制阀控制液体的流量控制活塞的运动速度，即控制试件的变形速率，由气体的压力控制施加应力波的幅值大小，实现中应变率加载条件下拉伸或者压缩动态应力波加载；步骤4：在持续施加载荷的过程中，记录应变时间历程和应力载荷数据，并构建应力应变曲线。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨市黎明锅炉容器封头有限公司
发明人：	张伟;姜雄文;聂洪杰;牛秋燕;崔召凯;姜美敬;牛国梁
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-03T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910829326.8
公开号：	CN110398427A
代理机构：	哈尔滨市松花江专利商标事务所
代理人：	高倩
分类号：	G01N3/307(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	150049 黑龙江省哈尔滨市香坊区黎明乡团结村
主权项：	1.液压气动中应变率拉伸压缩通用试验装置，其特征在于，包括试件(1)、输出杆(2)、应变片(3)、圆柱缸体(27)、活塞(10)、活塞杆(15)、输入杆(4)、气路控制单元和水路控制单元；圆柱缸体(27)的内腔被活塞(10)分割为左腔室(6)和右腔室(14)，与活塞(10)左侧壁固接的输入杆(4)从圆柱缸体(27)的左端盖穿出，与活塞(10)右侧壁固接的活塞杆(15)从圆柱缸体(27)的右端盖穿出；试件(1)的两端分别与端部粘贴应变片(3)的输入杆(4)和输出杆(2)连接；输出杆(2)、输入杆(4)、活塞杆(15)、活塞(10)和圆柱缸体(27)同轴；拉伸实验时，左腔室(6)作为气室，右腔室(14)作为水室；压缩实验时，左腔室(6)作为水室，右腔室(14)作为气室；水路控制单元，用于向水室注水；气路控制单元，用于向气室充入惰性气体；还用于保持充气过程中活塞(10)两侧的压力平衡；还用于在拉伸或者压缩实验时实现对气室内气体压力的释放；还用于在拉伸或者压缩实验时实现往水室内充水时排空水室内的气体。 2.根据权利要求1所述液压气动中应变率拉伸压缩通用试验装置，其特征在于，气路控制单元还用于在试验结束后将气室中的惰性气体排空；水路控制单元还用于试验结束后在气路控制单元的协助下将水室中的水排空。 3.根据权利要求2所述液压气动中应变率拉伸压缩通用试验装置，其特征在于，还包括激光位移传感器(28)和超动态应变仪；输入杆(4)露在圆柱缸体(27)外部的端部设置固定挡块，通过激光位移传感器(28)监测固定挡块来实现测量试件(1)的应变时间历程；试件(1)两端的应变片(3)同时接入超动态应变仪，实现测量试件(1)在应变时间历程中两侧的应力载荷数据。 4.根据权利要求3所述液压气动中应变率拉伸压缩通用试验装置，其特征在于，还包括一号O型圈(5)、二号O型圈(16)和三号O型圈，输入杆(4)与圆柱缸体(27)左端面接触处通过一号O型圈(5)实现密封；活塞杆(15)与圆柱缸体(27)右端面接触处通过二号O型圈(16)实现密封；活塞(10)与圆柱缸体(27)的内壁面通过两道三号O型圈实现密封。 5.根据权利要求3所述液压气动中应变率拉伸压缩通用试验装置，其特征在于，气路控制单元包括惰性气体瓶(26)、高压气源分配器(23)、四号高压手动截止阀(19)、六号高压手动截止阀(21)、七号高压手动截止阀(22)和九号高压手动截止阀(25)；惰性气体瓶(26)的出气口通过九号高压手动截止阀(25)与高压气源分配器(23)的气源入口连通；高压气源分配器(23)通过七号高压手动截止阀(22)与外界连通；高压气源分配器(23)通过六号高压手动截止阀(21)与左腔室(6)连通；高压气源分配器(23)通过四号高压手动截止阀(19)与右腔室(14)连通；四号高压手动截止阀(19)和六号高压手动截止阀(21)设置在圆柱缸体(27)上部。 6.根据权利要求5所述液压气动中应变率拉伸压缩通用试验装置，其特征在于，气路控制单元还包括八号高压手动截止阀(24)和气压表，气压表用于监测高压气源分配器(23)内部气压，气压表与高压气源分配器(23)之间的管路上设置有八号高压手动截止阀(24)。 7.根据权利要求5所述液压气动中应变率拉伸压缩通用试验装置，其特征在于，惰性气体瓶(26)为氮气气体瓶。 8.根据权利要求6所述液压气动中应变率拉伸压缩通用试验装置，其特征在于，水路控制单元包括注水漏斗(18)、一号高压手动截止阀(9)、二号高压手动截止阀(11)、三号高压手动截止阀(17)、五号高压手动截止阀(20)、左腔室流量控制阀(8)、右腔室流量控制阀(13)、左腔室高压快开电磁阀(7)和右腔室高压快开电磁阀(12)；注水漏斗(18)通过五号高压手动截止阀(20)与左腔室(6)连通；注水漏斗(18)通过三号高压手动截止阀(17)与右腔室(14)连通；三号高压手动截止阀(17)和五号高压手动截止阀(20)设置在圆柱缸体(27)上部；左腔室(6)下部通过一号高压手动截止阀(9)与外界连通；左腔室(6)下部通过左腔室流量控制阀(8)及左腔室高压快开电磁阀(7)与外界连通；右腔室(14)下部通过二号高压手动截止阀(11)与外界连通；右腔室(14)下部通过右腔室流量控制阀(13)及右腔室高压快开电磁阀(12)与外界连通。 9.液压气动中应变率拉伸试验方法，其特征在于，该方法基于权利要求8所述的液压气动中应变率拉伸压缩通用试验装置实现，该方法包括以下步骤：步骤A1：将右腔室(14)作为水室并注满水：打开四号高压手动截止阀(19)和七号高压手动截止阀(22)，打开三号高压手动截止阀(17)，通过漏斗18将水注入右腔室(14)，里面的气体通过四号高压手动截止阀(19)、高压气源分配器(23)和七号高压手动截止阀(22)排出右腔室(14)；步骤A2：将左腔室(6)作为气室充满氮气：关闭七号高压手动截止阀(22)，打开六号高压手动截止阀(21)和八号高压手动截止阀(24)，打开惰性气体瓶(26)的开关，打开九号高压手动截止阀(25)，向保证左腔室(6)和右腔室(14)的压力平衡的同时向左腔室(6)里面充入氮气，当充入的气体压力达到试验需求的压力值时，关闭四号高压手动截止阀(19)、六号高压手动截止阀(21)、八号高压手动截止阀(24)和九号高压手动截止阀(25)；步骤A3：打开右腔室高压快开电磁阀(12)，将右腔室(14)里面的水通过右腔室流量控制阀(13)按设定流速排出，在打开阀门的瞬间，右腔室(14)中的水压力为零，致使活塞(10)在此瞬间被加载瞬态载荷并传导施加在试件(1)上，在右腔室(14)排水的过程中，活塞(10)向右移动并将持续施加载荷到试件(1)上，使试件(1)持续被拉伸，直至3～10秒后将右腔室高压快开电磁阀(12)关闭为止；步骤A4：在持续施加载荷的过程中，利用激光位移传感器(28)测量试件(1)的应变时间历程，利用超动态应变仪测量所述应变时间历程中试件(1)两侧的应力载荷数据，根据两组数据构建拉伸应力应变曲线。 10.液压气动中应变率压缩试验方法，其特征在于，该方法基于权利要求8所述的液压气动中应变率拉伸压缩通用试验装置实现，该方法包括以下步骤：步骤B1：将左腔室(6)作为水室并注满水：打开六号高压手动截止阀(21)和七号高压手动截止阀(22)，打开五号高压手动截止阀(20)，通过漏斗18将水注入左腔室(6)，里面的气体通过六号高压手动截止阀(21)、高压气源分配器(23)和七号高压手动截止阀(22)排出右腔室(14)；步骤B2：将右腔室(14)作为气室充满氮气：关闭七号高压手动截止阀(22)，打开四号高压手动截止阀(19)和八号高压手动截止阀(24)，打开惰性气体瓶(26)的开关，打开九号高压手动截止阀(25)，向保证左腔室(6)和右腔室(14)的压力平衡的同时向右腔室(14)里面充入氮气，当充入的气体压力达到试验需求的压力值时，关闭四号高压手动截止阀(19)、六号高压手动截止阀(21)、八号高压手动截止阀(24)和九号高压手动截止阀(25)；步骤B3：打开左腔室高压快开电磁阀(7)，将左腔室(6)里面的水通过左腔室流量控制阀(8)按设定流速排出，在打开阀门的瞬间，左腔室(6)中的水压力为零，致使活塞(10)在此瞬间被加载瞬态载荷并传导施加在试件(1)上，在左腔室(6)排水的过程中，活塞(10)向左移动并将持续施加载荷到试件(1)上，使试件(1)持续被压缩，直至3～10秒后将左腔室高压快开电磁阀(7)关闭为止；步骤B4：在持续施加载荷的过程中，利用激光位移传感器(28)测量试件(1)的应变时间历程，利用超动态应变仪测量所述应变时间历程中试件(1)两侧的应力载荷数据，根据两组数据构建压缩应力应变曲线。
所属类别：	发明专利