本發(fā)明涉及一種高溫管內(nèi)四點(diǎn)彎曲加載裝置及其加載方法，屬于實(shí)驗(yàn)力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)作為一種常用的實(shí)驗(yàn)手段廣泛應(yīng)用于金屬材料的抗彎性能、含預(yù)制裂紋金屬材料斷裂韌性的測(cè)試及裂紋擴(kuò)展規(guī)律的研究、復(fù)合材料抗彎性能及層間剪切性能的測(cè)試等。因材料在不同的環(huán)境下其力學(xué)性能會(huì)有所差異，為了研究高溫環(huán)境下材料的上述力學(xué)性能，需要在高溫環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)人員不能在高溫環(huán)境下進(jìn)行手動(dòng)加載。

鑒于此，本發(fā)明的提出為高溫環(huán)境下四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)的外部加載提供了實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)人員通過(guò)旋動(dòng)外部常溫環(huán)境下的螺旋測(cè)微器，即可實(shí)現(xiàn)管內(nèi)高溫環(huán)境下四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)的加載功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高溫管內(nèi)四點(diǎn)彎曲加載裝置及其加載方法，該加載裝置應(yīng)在常溫環(huán)境下旋動(dòng)螺旋測(cè)微器，推動(dòng)力傳感器后蓋、力傳感器、力傳感器夾具、隔熱陶瓷滑桿、載荷傳遞滑桿、平臺(tái)加載板，實(shí)現(xiàn)管內(nèi)高溫環(huán)境下四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)的加載，解決實(shí)驗(yàn)人員在外部常溫環(huán)境下執(zhí)行加載操作，就可實(shí)現(xiàn)高溫管內(nèi)的四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)的加載，保證了實(shí)驗(yàn)人員的實(shí)驗(yàn)操作安全。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高溫管內(nèi)四點(diǎn)彎曲加載裝置，它包括螺旋測(cè)微器和溫控箱，它還包括玻璃管、夾具機(jī)構(gòu)和設(shè)置在玻璃管中的推桿式加載機(jī)構(gòu)及四點(diǎn)彎曲平臺(tái)機(jī)構(gòu)，所述玻璃管的一端伸入溫控箱中，另一端上設(shè)有夾具機(jī)構(gòu)；所述夾具機(jī)構(gòu)包含上夾具、下夾具和夾具端蓋，上夾具和下夾具通過(guò)螺栓緊箍在管口緊塞一個(gè)隔熱陶瓷管塞的玻璃管與力傳感器夾具的外表面，力傳感器夾具端部和隔熱陶瓷管塞端部接觸；所述螺旋測(cè)微器固定在夾具端蓋上，讓螺旋測(cè)微器螺桿緊靠力傳感器后蓋；所述推桿式加載機(jī)構(gòu)包含內(nèi)部設(shè)有力傳感器和力傳感器后蓋的力傳感器夾具滑套、隔熱陶瓷滑桿和由多個(gè)滑桿支座支撐的載荷傳遞滑桿，一端與力傳感器夾具滑套固定連接的圓桿插入隔熱陶瓷管塞中，經(jīng)位于隔熱陶瓷管塞中的隔熱陶瓷滑桿與伸入隔熱陶瓷管塞的載荷傳遞滑桿連接，設(shè)置在力傳感器夾具滑套上的導(dǎo)向凸臺(tái)與設(shè)置在力傳感器夾具上的導(dǎo)向凹槽相配合；所述四點(diǎn)彎曲平臺(tái)機(jī)構(gòu)包含固定部件和活動(dòng)加載部件，固定部件采用兩個(gè)平臺(tái)側(cè)板、一個(gè)平臺(tái)后板和兩個(gè)平臺(tái)圓桿固定連接成構(gòu)架，活動(dòng)加載部件采用一個(gè)平臺(tái)加載板的兩側(cè)各固定連接一個(gè)叉形加載側(cè)桿，叉形加載側(cè)桿經(jīng)鉸鏈銷軸與平臺(tái)側(cè)板成鉸鏈連接，兩個(gè)加載圓桿和兩個(gè)加載方桿構(gòu)成四邊形加載結(jié)構(gòu)，固定在加載方桿外側(cè)中間位置的銷軸與叉形加載側(cè)桿的叉形槽相配合，兩個(gè)加載方桿的長(zhǎng)度小于兩個(gè)平臺(tái)圓桿內(nèi)側(cè)的間離。

所述與力傳感器夾具滑套固定連接的圓桿、隔熱陶瓷滑桿和載荷傳遞滑桿的軸線保持在一條直線上。

所述鉸鏈銷軸中心與銷軸中心之間的距離等于鉸鏈銷軸中心與載荷傳遞滑桿接觸平臺(tái)加載板的觸點(diǎn)中心之間的距離。

所述的一種高溫管內(nèi)四點(diǎn)彎曲加載裝置的加載方法，把試件放置在四邊形加載結(jié)構(gòu)上，讓力傳感器的引線連接力傳感器信號(hào)監(jiān)測(cè)器，打開(kāi)溫控箱的電源開(kāi)關(guān)加熱，在玻璃管內(nèi)的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，調(diào)節(jié)固定在夾具端蓋上的螺旋測(cè)微器，讓螺旋測(cè)微器螺桿緊頂力傳感器后蓋，通過(guò)力傳感器后蓋對(duì)推桿式加載機(jī)構(gòu)及四點(diǎn)彎曲平臺(tái)機(jī)構(gòu)加載，使平臺(tái)加載板和叉形加載側(cè)桿繞鉸鏈銷軸旋轉(zhuǎn)，叉形加載側(cè)桿經(jīng)銷軸向上驅(qū)動(dòng)四邊形加載結(jié)構(gòu)上的試件上行，在試件靠上兩個(gè)平臺(tái)圓桿時(shí)開(kāi)始四點(diǎn)彎曲加載，通過(guò)力傳感器信號(hào)監(jiān)測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)控加載載荷值。

本發(fā)明的有益效果是：這種高溫管內(nèi)四點(diǎn)彎曲加載裝置包括螺旋測(cè)微器、溫控箱、玻璃管、夾具機(jī)構(gòu)和設(shè)置在玻璃管中的推桿式加載機(jī)構(gòu)及四點(diǎn)彎曲平臺(tái)機(jī)構(gòu)。玻璃管的一端伸入溫控箱中，另一端上設(shè)有夾具機(jī)構(gòu)。推桿式加載機(jī)構(gòu)包含內(nèi)部設(shè)有力傳感器和力傳感器后蓋的力傳感器夾具滑套、隔熱陶瓷滑桿和由多個(gè)滑桿支座支撐的載荷傳遞滑桿。四點(diǎn)彎曲平臺(tái)機(jī)構(gòu)包含固定部件和活動(dòng)加載部件，固定在加載方桿外側(cè)中間位置的銷軸與叉形加載側(cè)桿的叉形槽相配合，兩個(gè)加載方桿的長(zhǎng)度小于兩個(gè)平臺(tái)圓桿內(nèi)側(cè)的間離。該加載裝置使實(shí)驗(yàn)人員在外部常溫環(huán)境下通過(guò)旋動(dòng)螺旋測(cè)微器可實(shí)現(xiàn)玻璃管內(nèi)高溫環(huán)境下四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的加載。既保證了管內(nèi)穩(wěn)定的高溫環(huán)境，又保證了實(shí)驗(yàn)人員實(shí)驗(yàn)操作上的安全。同時(shí)可以通過(guò)力傳感器信號(hào)監(jiān)測(cè)器準(zhǔn)確讀出玻璃管內(nèi)高溫環(huán)境下四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的加載載荷值。

附圖說(shuō)明

圖1是一種高溫管內(nèi)四點(diǎn)彎曲加載裝置。

圖2是圖1的半剖視圖。

圖3是四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)平臺(tái)視圖。

圖4是力傳感器構(gòu)件視圖。

圖5是圖4的半剖視圖。

圖6是圖4的剖視圖。

圖中：1、上夾具，2、夾具端蓋，3、螺旋測(cè)微器，3a、螺旋測(cè)微器螺桿，4、隔熱陶瓷管塞，5、下夾具，6、滑桿支座，7、載荷傳遞滑桿，8、四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)平臺(tái)底座，9、隔熱陶瓷滑桿，10、叉形加載側(cè)桿，10a、鉸鏈銷軸，11、平臺(tái)側(cè)板，12、平臺(tái)后板，12a、圓孔，13、平臺(tái)加載板，14、平臺(tái)圓桿，15、銷軸，16、加載圓桿，17、加載方桿，18、玻璃管，19、力傳感器后蓋，20、力傳感器，20a、引線，21、力傳感器夾具滑套，21a、導(dǎo)向凸臺(tái)，21b、圓桿，22、力傳感器夾具，22a、導(dǎo)向凹槽，23、溫控箱。

具體實(shí)施方式

以下參考附圖對(duì)本發(fā)明專利的系統(tǒng)做進(jìn)一步描述。

圖1、2、3示出了一種高溫管內(nèi)四點(diǎn)彎曲加載裝置。圖中，這種高溫管內(nèi)四點(diǎn)彎曲加載裝置包括螺旋測(cè)微器3、溫控箱23、玻璃管18、夾具機(jī)構(gòu)和設(shè)置在玻璃管18中的推桿式加載機(jī)構(gòu)及四點(diǎn)彎曲平臺(tái)機(jī)構(gòu)。玻璃管18的一端伸入溫控箱23中，另一端上設(shè)有夾具機(jī)構(gòu)。夾具機(jī)構(gòu)包含上夾具1、下夾具5和夾具端蓋2，上夾具1和下夾具5通過(guò)螺栓緊箍在管口緊塞一個(gè)隔熱陶瓷管塞4的玻璃管18與力傳感器夾具22的外表面，力傳感器夾具22端部和隔熱陶瓷管塞4端部接觸。螺旋測(cè)微器3固定在夾具端蓋2上，讓螺旋測(cè)微器螺桿3a緊靠力傳感器后蓋19。推桿式加載機(jī)構(gòu)包含內(nèi)部設(shè)有力傳感器20和力傳感器后蓋19的力傳感器夾具滑套21（如圖5所示）、隔熱陶瓷滑桿9和由多個(gè)滑桿支座6支撐的載荷傳遞滑桿7，一端與力傳感器夾具滑套21固定連接的圓桿21b插入隔熱陶瓷管塞4中，經(jīng)位于隔熱陶瓷管塞4中的隔熱陶瓷滑桿9與伸入隔熱陶瓷管塞4的載荷傳遞滑桿7連接，設(shè)置在力傳感器夾具滑套21上的導(dǎo)向凸臺(tái)21a與設(shè)置在力傳感器夾具22上的導(dǎo)向凹槽22a相配合（如圖4、6所示）。四點(diǎn)彎曲平臺(tái)機(jī)構(gòu)包含固定部件和活動(dòng)加載部件，固定部件采用兩個(gè)平臺(tái)側(cè)板11、一個(gè)平臺(tái)后板12和兩個(gè)平臺(tái)圓桿14固定連接成構(gòu)架，活動(dòng)加載部件采用一個(gè)平臺(tái)加載板13的兩側(cè)各固定連接一個(gè)叉形加載側(cè)桿10，叉形加載側(cè)桿10經(jīng)鉸鏈銷軸10a與平臺(tái)側(cè)板11成鉸鏈連接，兩個(gè)加載圓桿16和兩個(gè)加載方桿17構(gòu)成四邊形加載結(jié)構(gòu)，固定在加載方桿17外側(cè)中間位置的銷軸15與叉形加載側(cè)桿10的叉形槽相配合，兩個(gè)加載方桿17的長(zhǎng)度小于兩個(gè)平臺(tái)圓桿14內(nèi)側(cè)的間離。

與力傳感器夾具滑套21固定連接的圓桿21b、隔熱陶瓷滑桿9和載荷傳遞滑桿7的軸線保持在一條直線上。鉸鏈銷軸10a中心與銷軸15中心之間的距離等于鉸鏈銷軸10a中心與載荷傳遞滑桿7接觸平臺(tái)加載板13的觸點(diǎn)中心之間的距離。

采用上述的技術(shù)方案，隔熱陶瓷管塞4緊扣在玻璃管18的管口，力傳感器夾具滑套21置于力傳感器夾具22內(nèi)，導(dǎo)向凸臺(tái)21a與導(dǎo)向凹槽22a相配。力傳感器后蓋19置于力傳感器夾具滑套21內(nèi)與力傳感器20接觸，螺旋測(cè)微器3膠粘于夾具端蓋2表面，螺旋測(cè)微器螺桿3a置于夾具端蓋2圓孔內(nèi)與力傳感器后蓋19接觸。隔熱陶瓷管塞4、四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)平臺(tái)底座8通過(guò)螺釘固定連接。四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)平臺(tái)底座8、滑桿支座6通過(guò)螺釘固定連接，四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)平臺(tái)底座8、平臺(tái)側(cè)板11通過(guò)螺釘固定連接，隔熱陶瓷滑桿9放置于隔熱陶瓷管塞4圓孔內(nèi)兩端與圓桿21b、載荷傳遞滑桿7端部接觸，載荷傳遞滑桿7穿過(guò)隔熱陶瓷管塞4圓孔、載荷傳遞滑桿支坐6圓孔、平臺(tái)后板12的圓孔12a與平臺(tái)加載板13板面接觸。平臺(tái)側(cè)板11、平臺(tái)后板12通過(guò)螺釘固定，平臺(tái)側(cè)板11、平臺(tái)圓桿14通過(guò)螺釘固定，平臺(tái)側(cè)板11、叉形加載側(cè)桿10通過(guò)銷釘固定，叉形加載側(cè)桿10、平臺(tái)加載板13通過(guò)螺釘固定。銷軸15放置于叉形加載側(cè)桿10的滑動(dòng)凹槽與平臺(tái)側(cè)板11的滑動(dòng)凹槽內(nèi)，銷軸15內(nèi)旋于加載方桿17螺紋孔內(nèi)，加載方桿17、加載圓桿16通過(guò)螺釘固定連接。

平臺(tái)側(cè)板11、平臺(tái)后板12通過(guò)螺釘固定，平臺(tái)側(cè)板11、平臺(tái)圓桿14通過(guò)螺釘固定，平臺(tái)側(cè)板11、叉形加載側(cè)桿10通過(guò)銷釘固定，叉形加載側(cè)桿10、平臺(tái)加載板13通過(guò)螺釘固定，銷軸15放置于叉形加載側(cè)桿10的滑動(dòng)凹槽與平臺(tái)側(cè)板11的滑動(dòng)凹槽內(nèi)，銷軸15內(nèi)旋于加載方桿17螺紋孔內(nèi)，加載方桿17、加載圓桿16通過(guò)螺釘固定連接。

上述的高溫管內(nèi)四點(diǎn)彎曲加載裝置的加載方法：把試件放置在四邊形加載結(jié)構(gòu)上，讓力傳感器20的引線20a連接力傳感器信號(hào)監(jiān)測(cè)器，打開(kāi)溫控箱23的電源開(kāi)關(guān)加熱，在玻璃管18內(nèi)的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，調(diào)節(jié)固定在夾具端蓋2上的螺旋測(cè)微器3，讓螺旋測(cè)微器螺桿3a緊頂力傳感器后蓋19，通過(guò)力傳感器后蓋19對(duì)推桿式加載機(jī)構(gòu)及四點(diǎn)彎曲平臺(tái)機(jī)構(gòu)加載，使平臺(tái)加載板13和叉形加載側(cè)桿10繞鉸鏈銷軸10a旋轉(zhuǎn)，叉形加載側(cè)桿10經(jīng)銷軸15向上驅(qū)動(dòng)四邊形加載結(jié)構(gòu)上的試件上行，在試件靠上兩個(gè)平臺(tái)圓桿14時(shí)開(kāi)始四點(diǎn)彎曲加載，通過(guò)力傳感器信號(hào)監(jiān)測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)控加載載荷值。