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原文传递一种基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统

专利名称：	一种基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统
摘要：	本发明公开了一种基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统，包括主机及环境系统、数字孪生控制平台、真空泵、氩气源、氢气源和数据采集系统；主机及环境系统包括主机和环境系统，主机包括主机支架和载荷施加装置，环境系统内承载有试件，载荷施加装置用于对环境系统内的试件施加机械载荷；环境系统包括加热装置和试件盛放装置，试件放置于试件盛放装置内，由加热装置加热提供高温环境，试件盛放装置连接氩气源、氢气源和真空泵；数字孪生控制平台用于控制整个高温承压氢气环境的安全运维，数据采集系统用于采集实验数据；本发明中的基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统，能够实现高温氢混环境下材料原位蠕变疲劳性能测试。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	华东理工大学
发明人：	张显程;刘利强;孙彬涵;王润梓;石俊秒;涂善东
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-28T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202211188963.X
公开号：	CN115615843A
代理机构：	北京方圆嘉禾知识产权代理有限公司
代理人：	李宁
分类号：	G01N3/18;G01N3/02;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/18;G01N3/02
申请人地址：	200237 上海市徐汇区梅陇路130号
主权项：	1.一种基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统，其特征在于：包括主机及环境系统、数字孪生控制平台、真空泵、氩气源、氢气源和数据采集系统；其中，所述主机及环境系统包括主机和环境系统，所述主机包括主机支架和载荷施加装置，所述环境系统内承载有试件，所述环境系统安装于所述主机支架内，所述载荷施加装置用于对所述环境系统内的所述试件施加机械载荷；所述环境系统包括加热装置和试件盛放装置，所述试件放置于所述试件盛放装置内，由所述加热装置加热提供高温环境，所述试件盛放装置连接所述氩气源、所述氢气源和所述真空泵，所述真空泵用于对所述试件盛放装置内部抽真空，所述氩气源和所述氢气源用于向所述试件盛放装置内通入实验所需气体；所述数字孪生控制平台用于控制整个高温承压氢气环境的安全运维，所述数据采集系统用于采集实验数据。 2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统，其特征在于：所述主机支架包括底板、连板、立柱和上横板，所述连板设置于所述底板的顶部，所述底板的顶部两侧分别设置有一个所述立柱，两个所述立柱的顶部安装有所述上横板，所述上横板的顶部安装所述载荷施加装置。 3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统，其特征在于：所述载荷施加装置为一作动缸。 4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统，其特征在于：所述试件盛放装置包括安全室和玻璃罩，所述安全室底部通过底座连接所述连板，所述安全室的前端设置有门和与所述门连接的门框，所述门上设置有观察窗一，所述试件密封放置于所述玻璃罩内，所述玻璃罩设置于所述安全室内。 5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统，其特征在于：所述加热装置为套设于所述玻璃罩外部的加热炉，所述加热炉上设置有与所述观察窗一相对的观察窗二。 6.根据权利要求4所述的基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统，其特征在于：所述玻璃罩底部设置有下法兰座，所述下法兰座通过螺钉一穿过所述连板内围的连接孔连接所述底板，所述玻璃罩的顶部设置有上法兰座，所述上法兰座顶部通过螺钉二连接一波纹管底部的法兰，所述波纹管顶部连接拉杆，所述拉杆顶部通过万向轴连接所述作动缸底部的连接轴；所述玻璃罩内部设置有上夹头和下夹头，所述试件的两端通过连接销连接于所述上夹头与所述下夹头之间，所述下夹头的底部通过传感器连接所述下法兰座，所述传感器用于采集施加到所述试件上的机械载荷，并将采集到的机械载荷传输到所述数据采集系统中；所述上夹头的顶部通过连杆穿过所述波纹管后连接所述拉杆。 7.根据权利要求6所述的基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统，其特征在于：所述上法兰座和所述下法兰座与所述玻璃罩的连接处分别设置有上密封垫和下密封垫。 8.根据权利要求6所述的基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统，其特征在于：所述玻璃罩的内腔通过管道分别连接所述真空泵、所述氢气源和所述氩气源，所述氢气源与所述氩气源与所述玻璃罩之间的管路上设置有流量控制阀和流量传感器。 9.根据权利要求8所述的基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统，其特征在于：所述流量传感器、所述数据采集系统和空气环境传感器均与所述数字孪生控制平台相连，通过所述数字孪生控制平台实时检测试验环境，映射试验状态，进而调整试验参数；所述空气环境传感器检测到氢气泄漏时，所述数字孪生控制平台控制所述流量控制阀自动关闭氩气、氢气管道，停止试验，保证试验的安全可靠。 10.根据权利要求5所述的基于数字孪生的高温承压氢混原位蠕变疲劳试验系统，其特征在于：还包括原位观测仪，所述原位观测仪通过所述观察窗一和所述观察窗二监测所述玻璃罩内部的试件，用于在线实时监测试件表面状态。