一種腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試系統(tǒng)，它由疲勞試驗機、介質(zhì)盒、溶液循環(huán)泵、過濾器、流量控制閥、溶液箱和試樣組成；試樣安裝在疲勞試驗機上，介質(zhì)盒套在試樣上，使溶液液面高過試樣考察部位；溶液循環(huán)泵將經(jīng)過濾器過濾過的腐蝕溶液從溶液箱中輸送到介質(zhì)盒中；介質(zhì)盒中的溶液經(jīng)流量控制閥控制流速后流回溶液箱中；其中，介質(zhì)盒、溶液循環(huán)泵、過濾器、流量控制閥和溶液箱按照串聯(lián)關(guān)系組合成腐蝕溶液循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明構(gòu)思科學，結(jié)構(gòu)簡單，可以很方便、有效地完成材料或結(jié)構(gòu)在腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試，腐蝕溶液濃度可以根據(jù)具體的試驗要求進行調(diào)配，可為結(jié)構(gòu)在腐蝕環(huán)境下的疲勞設(shè)計和驗證提供技術(shù)支撐。
【專利說明】一種腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試系統(tǒng)，屬于試驗測試【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]工程材料與結(jié)構(gòu)在使用過程中，都承受著交變載荷，會發(fā)生疲勞破壞，為保障其安全性，需要測試其疲勞性能，經(jīng)多年技術(shù)研究，業(yè)已形成完善的疲勞性能測試標準；但是，工程材料與結(jié)構(gòu)也常常在腐蝕環(huán)境下服役使用，如在沿?；蚝Ｉ檄h(huán)境服役的飛機、船舶等長時間受到海水和鹽霧的腐蝕，因此，必須測定其腐蝕疲勞性能，用于評估其腐蝕疲勞壽命。目前國內(nèi)外對腐蝕疲勞性能測試技術(shù)尚不成熟，且缺乏有效的腐蝕疲勞試驗測試系統(tǒng)。為此，本發(fā)明將常規(guī)疲勞試驗機、腐蝕介質(zhì)盒、溶液循環(huán)泵、過濾器、流量控制閥、溶液箱和試樣等集成為一腐蝕疲勞試驗測試系統(tǒng)，用于腐蝕疲勞試驗測試，測試結(jié)果對于腐蝕環(huán)境服役的飛機、船舶的結(jié)構(gòu)安全可靠性評價具有重要的工程應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試系統(tǒng)，用于材料或結(jié)構(gòu)在腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試。
[0004]本發(fā)明一種腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試系統(tǒng)，由疲勞試驗機、介質(zhì)盒、溶液循環(huán)泵、過濾器、流量控制閥、溶液箱和試樣組成。它們之間的位置連接關(guān)系如下:試樣安裝在疲勞試驗機上；介質(zhì)盒套在試樣上，使溶液液面高過試樣考察部位；溶液循環(huán)泵將經(jīng)過濾器過濾過的腐蝕溶液從溶液箱中輸送到介質(zhì)盒中；介質(zhì)盒中的溶液經(jīng)流量控制閥控制流速后流回溶液箱中。其中，介質(zhì)盒、溶液循環(huán)泵、過濾器、流量控制閥和溶液箱按照串聯(lián)關(guān)系組合成腐蝕溶液循環(huán)系統(tǒng)，其連接順序為:
[0005]溶液箱一溶液循環(huán)泵一過濾器一介質(zhì)盒一流量控制閥一溶液箱
[0006]所述的疲勞試驗機為常用低頻疲勞試驗機，用以對試樣施加交變疲勞載荷，試驗機的載荷范圍需大于試樣的試驗載荷，可以是常規(guī)的MTS、INSTR0N等疲勞試驗機或者自制疲勞試驗機。
[0007]所述的試樣為各種不同材料和類型的中部帶孔的矩形條狀疲勞試樣。
[0008]所述的介質(zhì)盒是圓盒式容器，用來盛放浸泡試樣的腐蝕溶液，介質(zhì)盒的外側(cè)壁最好采用可透視且不與腐蝕溶液發(fā)生化學反應(yīng)的材料(如:玻璃、塑料等)制成(其它材料也可以)，以便于觀察試驗現(xiàn)象且不會污染腐蝕溶液，在介質(zhì)盒的側(cè)壁上端和下端分別設(shè)置進液口和出液口，在溶液循環(huán)過程中，從進液口向介質(zhì)盒注入腐蝕溶液，從出液口流出腐蝕溶液，介質(zhì)盒的盒底要用伸縮性和密封效果好且不與腐蝕溶液發(fā)生化學反應(yīng)的材料(如:橡膠等)制成，盒底開有與試樣形狀匹配的孔，以便試樣可以順利穿過盒底，盒底與試樣和側(cè)壁之間過盈配合且密封良好，腐蝕溶液不會流出。
[0009]所述的溶液循環(huán)泵是常規(guī)用泵，提供腐蝕溶液循環(huán)的動力。
[0010]所述的過濾器是常規(guī)用過濾器，對出液孔流出的腐蝕溶液進行過濾，去除雜質(zhì)。[0011]所述的流量控制閥是常規(guī)用流量控制閥，可以控制從出液口流出的腐蝕溶液的流量速度，與進液口注入腐蝕溶液的流量速度之間進行協(xié)調(diào)，就可以控制介質(zhì)盒中的腐蝕溶液穩(wěn)定在試驗需要的高度(溶液高度需高過試樣所要考察的位置，并留有余量)。
[0012]所述的溶液箱是箱式結(jié)構(gòu)容器，設(shè)有進出口，其內(nèi)盛放足夠的腐蝕溶液，保證整個溶液循環(huán)正常進行。
[0013]將與溶液循環(huán)系統(tǒng)裝配好的試樣與該疲勞試驗機相連，即可很方便、有效的完成在腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試。該套系統(tǒng)有效解決了腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試問題。
[0014]本發(fā)明的有益效果是可以很方便、有效的完成材料或結(jié)構(gòu)在腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試，腐蝕溶液濃度可以根據(jù)具體的試驗要求進行調(diào)配，可為結(jié)構(gòu)在腐蝕環(huán)境下的疲勞設(shè)計和驗證提供技術(shù)支撐。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0016]圖1是用于腐蝕疲勞試驗的中心缺口板狀試樣示意圖。
[0017]圖2是裝有試樣的腐蝕溶液循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2中:1.試樣，2.介質(zhì)盒，3.溶液循環(huán)泵，4.過濾器，5.溶液箱，6.流量控制閥?！揪唧w實施方式】
[0019]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1至圖2說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0020]本發(fā)明一種腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試系統(tǒng)，由疲勞試驗機、介質(zhì)盒2、溶液循環(huán)泵3、過濾器4、流量控制閥6、溶液箱5和試樣I組成。它們之間的位置連接關(guān)系如下:試樣I安裝在疲勞試驗機上；介質(zhì)盒2套在試樣I上，使溶液液面高過試樣I考察部位；溶液循環(huán)泵3將經(jīng)過濾器4過濾過的腐蝕溶液從設(shè)有進出口的溶液箱5中輸送到介質(zhì)盒2中；介質(zhì)盒2中的溶液經(jīng)流量控制閥6控制流速后流回溶液箱5中。在圖2中，腐蝕溶液循環(huán)系統(tǒng)由介質(zhì)盒2、過濾器4、流量控制閥6、溶液箱5和溶液循環(huán)泵3依次按照串聯(lián)關(guān)系組成，流量控制閥6可以設(shè)置在圖2所示的串聯(lián)回路的位置，也可以將流量控制閥6設(shè)置在過濾器4和溶液箱5之間的位置。
[0021](I)試樣形式
[0022]在腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗中，試樣I的設(shè)計也非常關(guān)鍵，必須能夠保證均勻施加軸向交變載荷，圖1具體給出了一種用于腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗的中心缺口板狀試樣1，具體尺寸參數(shù)可參見圖1。中心缺口試樣I的Kt=2.5，用于恒幅疲勞試驗的試樣數(shù)量總共為60件，其中各應(yīng)力比下試樣數(shù)為20件，而用于譜載腐蝕疲勞試驗的試樣數(shù)量為5件，疲勞試樣取向與加載方向一致。
[0023](2)腐蝕溶液調(diào)配
[0024]按重量計算配制3.5%NaCl鹽水溶液，即在96.5份蒸餾水中溶解3.5 ( ±0.5)份NaCl。蒸餾水可以用氯化物總量不大于200ppm的去離子水代替，此中性腐蝕介質(zhì)值控制在
6.7?7.5之間。
[0025](3)試樣去污
[0026]將試樣I浸泡于丙酮中15-20分鐘；將試樣I從丙酮中取出，再用清潔的丙酮沖洗試樣1，除去附掛在試樣I上的污潰；冷風吹干試樣。
[0027](4)腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試系統(tǒng)
[0028]疲勞試驗機提供交變疲勞載荷，可以是商用的MTS、INSTR0N等疲勞試驗機或者自制疲勞試驗機；介質(zhì)盒2用來盛放浸泡試樣的腐蝕溶液，介質(zhì)盒2的側(cè)壁最好采用可透視且不與腐蝕溶液發(fā)生化學反應(yīng)的材料(如:玻璃、塑料等)制成(其它材料也可以)，以便于觀察試驗現(xiàn)象且不會污染腐蝕溶液，在介質(zhì)盒2的側(cè)壁上端和下端分別設(shè)置進液口和出液口，在溶液循環(huán)過程中，從進液口向介質(zhì)盒2注入腐蝕溶液，從出液口流出腐蝕溶液，介質(zhì)盒2的盒底要用伸縮性和密封效果好且不與腐蝕溶液發(fā)生化學反應(yīng)的材料(如:橡膠等)制成，盒底開有與試樣形狀匹配的孔，以便試樣I可以順利穿過盒底，盒底與試樣I和側(cè)壁之間過盈配合且密封良好，腐蝕溶液不會流出；溶液循環(huán)泵3提供腐蝕溶液循環(huán)的動力；過濾器4對出液孔流出的腐蝕溶液過濾，去除雜質(zhì)；流量控制閥6可以控制從出液口流出的腐蝕溶液的流量速度，與進液口注入腐蝕溶液的流量速度之間進行協(xié)調(diào)，就可以控制介質(zhì)盒2中的腐蝕溶液穩(wěn)定在試驗需要的高度；溶液箱5里盛放足夠的腐蝕溶液，保證整個溶液循環(huán)正常進行。將與溶液循環(huán)系統(tǒng)裝配好的試樣I與該疲勞試驗機相連，這樣就可以完成中心缺口板狀試樣I的腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗。
[0029]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一的不同點在于試樣I的設(shè)計，試樣I可以是中心帶開孔或不帶開孔的板件，尺寸參數(shù)可以與【具體實施方式】一中的不同，試樣I可以棒形的或者其他結(jié)構(gòu)形式，腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試系統(tǒng)其它的設(shè)計思想和連接方式與【具體實施方式】一相同。
[0030]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一的不同點在于腐蝕溶液的設(shè)計，腐蝕溶液可以采用其它濃度的NaCl鹽水溶液，也可以選擇其它成分的腐蝕溶液，腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試系統(tǒng)其它的設(shè)計思想和連接方式與【具體實施方式】一相同。
【權(quán)利要求】
1.一種腐蝕環(huán)境下的疲勞試驗測試系統(tǒng)，其特征在于:它由疲勞試驗機、介質(zhì)盒、溶液循環(huán)泵、過濾器、流量控制閥、溶液箱和試樣組成；試樣安裝在疲勞試驗機上，介質(zhì)盒套在試樣上，使溶液液面高過試樣考察部位；溶液循環(huán)泵將經(jīng)過濾器過濾過的腐蝕溶液從溶液箱中輸送到介質(zhì)盒中；介質(zhì)盒中的溶液經(jīng)流量控制閥控制流速后流回溶液箱中；其中，介質(zhì)盒、溶液循環(huán)泵、過濾器、流量控制閥和溶液箱按照串聯(lián)關(guān)系組合成腐蝕溶液循環(huán)系統(tǒng)，其連接順序為: 溶液箱一溶液循環(huán)泵一過濾器一介質(zhì)盒一流量控制閥一溶液箱所述的疲勞試驗機為常規(guī)用低頻疲勞試驗機，用以對試樣施加交變疲勞載荷，試驗機的載荷范圍需大于試樣的試驗載荷； 所述的試樣為各種不同材料和類型的中部帶孔的矩形條狀疲勞試樣； 所述的介質(zhì)盒是圓盒式容器，用來盛放浸泡試樣的腐蝕溶液，介質(zhì)盒的外側(cè)壁采用可透視且不與腐蝕溶液發(fā)生化學反應(yīng)的材料制成，以便于觀察試驗現(xiàn)象且不會污染腐蝕溶液，在介質(zhì)盒的側(cè)壁上端和下端分別設(shè)置進液口和出液口，在溶液循環(huán)過程中，從進液口向介質(zhì)盒注入腐蝕溶液，從出液口流出腐蝕溶液，介質(zhì)盒的盒底要用伸縮性和密封效果好且不與腐蝕溶液發(fā)生化學反應(yīng)的材料制成，盒底開有與試樣形狀匹配的孔，以便試樣可以順利穿過盒底，盒底與試樣和側(cè)壁之間過盈配合且密封良好，腐蝕溶液不會流出； 所述的溶液循環(huán)泵是常規(guī)用泵，提供腐蝕溶液循環(huán)的動力； 所述的過濾器是常規(guī)用過濾器，對出液孔流出的腐蝕溶液進行過濾，去除雜質(zhì)； 所述的流量控制閥是常規(guī)用流量控制閥，控制從出液口流出的腐蝕溶液的流量速度，與進液口注入腐蝕溶液的流量速度之間進行協(xié)調(diào)，控制介質(zhì)盒中的腐蝕溶液穩(wěn)定在試驗需要的高度； 所述的溶液箱是箱式結(jié)構(gòu)容器，設(shè)有進出口，其內(nèi)盛放足夠的腐蝕溶液，保證整個溶液循環(huán)正常進行。
【文檔編號】G01N3/32GK103439202SQ201310360438
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】熊峻江, 付裕, 羅淋尹 申請人:北京航空航天大學