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原文传递一种火焰热冲击试验观测装置及观测方法

专利名称：	一种火焰热冲击试验观测装置及观测方法
摘要：	本发明实施例公开了一种火焰热冲击试验观测装置及观测方法，包括试验架，试验架顶部设置有工作台，工作台端部连接有多档驱动结构，工作台顶部设置有若干个均匀分布的第一卡具，且第一卡具内均夹持有第二透明卡具，第二透明卡具前端伸出工作台，且第二透明卡具正下方设置有固定在试验架上的高速摄像机，工作台侧方设置有伸缩支架，伸缩支架内端通过调档结构连接有氧乙炔火焰喷枪，该方案的观测更方便、更精准，能够精准的计算出材料在受到热冲击时产生裂纹的时间和扩展速率，同时能够更方便的测量多组数据和进行对比试验，且可以保证多次试验时，试验条件的统一性，可以避免试验结果出现误差。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国科学院力学研究所
发明人：	邵颖峰;武小峰;郇勇;宋凡
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910151786.X
公开号：	CN109696371A
代理机构：	北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	胡剑辉
分类号：	G01N3/60(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	100190 北京市海淀区北四环西路15号
主权项：	1.一种火焰热冲击试验观测装置，包括试验架(1)，其特征在于：所述试验架(1)的顶部设置有工作台(2)，且工作台(2)的端部连接有多档驱动结构(3)，所述试验架(1)的底部安装有控制多档驱动结构(3)的控制器(4)；所述工作台(2)的顶部设置有若干个均匀分布的第一卡具(5)，且第一卡具(5)内均夹持有第二透明卡具(6)，所述第二透明卡具(6)前端伸出工作台(2)，且第二透明卡具(6)的正下方设置有固定在试验架(1)上的高速摄像机(7)，所述高速摄像机(7)的顶端固定安装有滤光镜片(8)，所述工作台(2)的侧方设置有与试验架(1)固定连接的伸缩支架(10)，且伸缩支架(10)的内端通过调档结构(9)连接有氧乙炔火焰喷枪(11),所述高速摄像机(7)的侧方通过安装架(12)固定安装有辅助光源(13)。 2.根据权利要求1所述的一种火焰热冲击试验观测装置，其特征在于：所述多档驱动结构(3)包括固定在试验架(1)侧端的直线马达(301)，所述直线马达(301)的输出端通过伸缩杆(302)与工作台(2)固定连接，所述试验架(1)的侧面设置有条形滑槽(303)，所述工作台(2)的侧面设置有与条形滑槽(303)匹配的滑条(304)。 3.根据权利要求1所述的一种火焰热冲击试验观测装置，其特征在于：所述第一卡具(5)均包括两个相对的呈倒“L”形的卡块(501)，且下端的卡块(501)与工作台(2)固定连接，所述卡块(501)的外端均设置有对应的螺孔(502)，且对应的螺孔(502)内均插设有锁紧螺栓(503)，所述卡块(501)的内侧面均设置有定位固定槽(504)。 4.根据权利要求1所述的一种火焰热冲击试验观测装置，其特征在于：所述第二透明卡具(6)均包括两个相对的呈“Z”形的夹紧块(601)，且夹紧块(601)的内端均与对应的卡块(501)匹配，所述夹紧块(601)的内端外侧面均设置有与定位固定槽(504)匹配的定位固定凸起(602)，且两个夹紧块(601)之间均设置有夹持区(603)，最外侧的所述夹持区(603)内夹持有热流计，且其余的夹持区(603)内夹持有试样。 5.根据权利要求1所述的一种火焰热冲击试验观测装置，其特征在于：所述调档结构(9)包括与氧乙炔火焰喷枪(11)外端连接的旋转轴(901)，且旋转轴(901)的端部通过销轴(902)与伸缩支架(10)活动连接，所述伸缩支架(10)的两侧均连接有定位斜杆(903)，且定位斜杆(903)的侧面均镶嵌有第一磁片(904)，所述氧乙炔火焰喷枪(11)的两侧均镶嵌有与第一磁片(904)磁性相反的第二磁片(905)。 6.一种火焰热冲击试验观测方法，其特征在于，包括如下步骤： S100、调控并记录氧乙炔火焰喷枪的火焰强度； S200、逐步移动工作台，实时捕捉各个试样热冲击过程中裂纹的发生与扩展过程； S300、对拍摄图像进行处理获得试样热冲击过程中裂纹出现的时间和扩展速率； S400、调控氧乙炔火焰喷枪氧、乙炔的流量以及火焰喷口与试样的距离进行多次重复试验。 7.根据权利要求6所述的一种火焰热冲击试验观测方法，其特征在于：在步骤S100中，调控并记录氧乙炔火焰喷枪火焰强度的具体步骤为： S101、将热流计固定在工作台上最右端的卡具内，其余的卡具内分别固定不同的试样，保持热流计受热冲击面与试样的受热冲击面在一个平面上； S102、将氧乙炔火焰喷枪旋转至右档，并点火，之后将氧乙炔火焰喷枪旋转至左档，使火焰正对热流计的正面； S103、待热流计稳定后，记录火焰的强度。 8.根据权利要求6所述的一种火焰热冲击试验观测方法，其特征在于：在步骤S200中，逐步移动工作台，使各个试样逐一移动至高速摄像机的正上方，且使氧乙炔火焰喷枪的火焰逐一正对各个试样的正面，之后利用高速摄像机将各个试样的热冲击过程拍摄下来。 9.根据权利要求6所述的一种火焰热冲击试验观测方法，其特征在于：在步骤S300中，记录各个试样热冲击过程中出现裂纹的起始时间，并通过不同时间下裂纹的长度计算裂纹的扩展速率。 10.根据权利要求6所述的一种火焰热冲击试验观测方法，其特征在于：在步骤S200中，每拍摄一个试样的热冲击过程，便将工作台移动至最左端，并利用热流计检测火焰的强度。
所属类别：	发明专利