一種金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及材料力學(xué)性能【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置。包括基座、兩個(gè)加載塊、銷釘、螺母、導(dǎo)軌和試驗(yàn)件；試驗(yàn)件表面粘貼有應(yīng)變測(cè)量元件；基座對(duì)稱的兩個(gè)側(cè)壁開(kāi)有同軸的通孔并安裝有導(dǎo)軌；兩個(gè)加載塊分別穿過(guò)基座兩端側(cè)壁的通孔并露出；將試驗(yàn)件兩端分別安裝在兩個(gè)加載塊凹槽內(nèi)，通過(guò)銷釘穿過(guò)試驗(yàn)件和加載塊；在加載塊的外螺紋部分安裝螺母。有益效果：能夠?qū)崿F(xiàn)金屬試驗(yàn)件在純拉伸應(yīng)力下的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)測(cè)試，通過(guò)采用應(yīng)變測(cè)量元件可實(shí)現(xiàn)應(yīng)力水平的精確控制以及大批量試驗(yàn)的同時(shí)開(kāi)展，可以采用全浸泡的方式進(jìn)行研究，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以更有效的反應(yīng)金屬材料的抗應(yīng)力腐蝕性能。
【專利說(shuō)明】一種金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及材料力學(xué)性能【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)金屬材料長(zhǎng)期處于腐蝕性介質(zhì)中，同時(shí)本身又具有一定應(yīng)力作用時(shí)，其腐蝕速率通常比無(wú)應(yīng)力作用情況下更快，其壽命更短，因此，對(duì)于金屬材料的應(yīng)力腐蝕性能進(jìn)行研宄是確保處于腐蝕環(huán)境結(jié)構(gòu)安全關(guān)鍵試驗(yàn)。
[0003]目前針對(duì)應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)主要包括了恒載荷法、恒變形/應(yīng)變法和緩慢速率拉伸法等，每種方法都有其適用范圍及測(cè)試重點(diǎn)，其中恒載荷法通常采用杠桿原理施加某一恒定載荷，試驗(yàn)設(shè)備較大，通常適用于少量試驗(yàn)；恒變形/應(yīng)變法可通過(guò)一定加載裝置施加一定的變形或應(yīng)變，然后進(jìn)行浸泡加載，此方法可以制備大量加載裝置，可進(jìn)行大批量浸泡試驗(yàn)；緩慢速率拉伸法是將試件置于腐蝕環(huán)境中，同時(shí)采用高精度加載試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行緩慢加載，應(yīng)變速率一般在1X10-6/8以內(nèi)，主要研宄金屬材料的應(yīng)力腐蝕敏感性，通常適用于少量試驗(yàn)。
[0004]原有恒變形/應(yīng)變加載裝置采用了三點(diǎn)彎曲的方式進(jìn)行加載，通過(guò)三點(diǎn)彎公式來(lái)確定加載應(yīng)力水平，由于對(duì)彎曲撓度的測(cè)量經(jīng)常不精確，從而加載載荷通常不精確，可以通過(guò)粘貼應(yīng)變傳感器來(lái)檢測(cè)應(yīng)變，達(dá)到加載效果；還有一些采用V形、0形等特殊形狀試樣，采用螺栓等簡(jiǎn)單裝置即可進(jìn)行加載，其原理也是通過(guò)施加一定彎曲載荷來(lái)施加應(yīng)力。這種方法通常情況下對(duì)應(yīng)力的控制不夠準(zhǔn)確，同時(shí)試樣截面上應(yīng)力是不均勻，對(duì)于腐蝕裂紋擴(kuò)展以后，對(duì)應(yīng)力狀態(tài)影響較大，不利于試驗(yàn)結(jié)果的分析。因此，需要提出一種新型的金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置，可以實(shí)現(xiàn)試樣的純拉伸加載。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置，實(shí)現(xiàn)大批量純拉伸應(yīng)力狀態(tài)下金屬材料的恒變形/應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)，解決了金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)中試樣截面應(yīng)力狀態(tài)均勻性問(wèn)題。
[0006]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案:
[0007]一種金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置，包括基座、兩個(gè)加載塊、銷釘、螺母、導(dǎo)軌和試驗(yàn)件；
[0008]試驗(yàn)件的兩端開(kāi)有通孔作為加載孔，加載孔的形狀與銷釘相適應(yīng)，表面粘貼有應(yīng)變測(cè)量元件，試驗(yàn)件中間還開(kāi)有預(yù)制裂紋；基座對(duì)稱的兩個(gè)側(cè)壁開(kāi)有同軸的通孔，通孔內(nèi)安裝有導(dǎo)軌；加載塊的一端開(kāi)有凹槽，還開(kāi)有垂直于并穿過(guò)凹槽的銷釘安裝孔，另一端為圓柱形，并且具有外螺紋；兩個(gè)加載塊分別穿過(guò)基座兩端側(cè)壁的通孔，并露出加載塊的外螺紋；將試驗(yàn)件兩端分別安裝在兩個(gè)加載塊的凹槽內(nèi)，通過(guò)銷釘穿過(guò)試驗(yàn)件和加載塊的銷釘安裝孔；在加載塊的外螺紋部分安裝螺母。
[0009]所述基座對(duì)稱的兩個(gè)側(cè)壁開(kāi)的通孔為方形孔，加載塊開(kāi)有凹槽的一端外形為方形，與基座側(cè)壁的方形孔形狀相適應(yīng)。
[0010]所述加載塊的外螺紋與螺母之間安裝有墊片。
[00111 所述的螺母為帶有自鎖功能的螺母。
[0012]所述基座上的導(dǎo)軌、加載塊上的外螺紋以及螺母與墊片間隙均進(jìn)行潤(rùn)滑。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型的技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)金屬試驗(yàn)件的純拉伸應(yīng)力下的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)測(cè)試，通過(guò)采用應(yīng)變傳感器可實(shí)現(xiàn)應(yīng)力水平的精確控制，此裝置可以實(shí)現(xiàn)大批量試驗(yàn)的同時(shí)開(kāi)展，可以采用全浸泡的方式進(jìn)行研宄，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以更有效的反應(yīng)金屬材料的抗應(yīng)力腐蝕性能，本實(shí)用新型所提供的裝置可以廣泛應(yīng)用于金屬材料的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)研宄。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型所述裝置的裝配圖
[0015]圖2為本實(shí)用新型所述裝置的加載原理圖
[0016]圖3為本實(shí)用新型所述裝置的基座結(jié)構(gòu)不意圖
[0017]圖4為本實(shí)用新型所述裝置的加載塊結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖5為本實(shí)用新型所述裝置的建議試驗(yàn)件示意圖
[0019]圖中，1-基座，2-加載塊，3-銷釘，4-墊片，5-螺母，6-導(dǎo)軌，1-試驗(yàn)件。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面以為例，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0021]一種金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，包括基座1、兩個(gè)加載塊2、兩個(gè)銷釘3、兩個(gè)墊片4和兩個(gè)螺母5。
[0022]本實(shí)施例采用的試驗(yàn)件7為長(zhǎng)方形薄片，其形狀如圖5所示，兩端開(kāi)有通孔作為加載孔，加載孔的形狀與銷釘3相適應(yīng)，試驗(yàn)件7中間開(kāi)有預(yù)制裂紋；試驗(yàn)件7表面粘貼有應(yīng)變測(cè)量元件，用于測(cè)量加載在試驗(yàn)件7上的應(yīng)力；本實(shí)施例中的應(yīng)變測(cè)量元件的應(yīng)變傳感器；
[0023]基座1為本實(shí)施例加載裝置的支撐部分，其形狀如圖3所示，可以是長(zhǎng)方體框架結(jié)構(gòu)、一面帶有凹槽的長(zhǎng)方體或多面體、具有兩個(gè)平行且位于同一軸線上的兩塊豎直的面板，基座1內(nèi)對(duì)稱的兩個(gè)側(cè)壁中心開(kāi)有同軸的方形通孔，通孔內(nèi)安裝有導(dǎo)軌6 ；
[0024]如圖4所示，加載塊2具有一個(gè)長(zhǎng)方體端和一個(gè)圓柱端；沿加載塊2的軸線方向在長(zhǎng)方體的外端開(kāi)有凹槽，在長(zhǎng)方體具有凹槽的部分開(kāi)有垂直于軸線的銷釘安裝孔，用于安裝銷釘3 ；圓柱形的外端具有外螺紋；
[0025]兩個(gè)加載塊2的長(zhǎng)方體端分別插入基座1兩端側(cè)壁中心的方形通孔內(nèi)，并露出加載塊2圓柱端的外螺紋；將試驗(yàn)件7安裝在兩個(gè)加載塊2的長(zhǎng)方體端凹槽內(nèi)，通過(guò)銷釘3穿過(guò)試驗(yàn)件7與加載塊2連接；加載塊2圓柱端的外螺紋伸出基座1的外面，在安裝墊片4后，安裝螺母5通過(guò)擰緊螺母5可以帶動(dòng)加載塊2向基座1外部移動(dòng)，通過(guò)銷釘3對(duì)試驗(yàn)件施加拉伸加載。
[0026]本實(shí)施例所述的基座1上的導(dǎo)軌是同軸的，保證加載塊2是同軸的，不會(huì)對(duì)加載產(chǎn)生偏矩。
[0027]本實(shí)施例所述的試驗(yàn)件通過(guò)銷釘3與加載塊2連接，不會(huì)產(chǎn)生附加彎矩。
[0028]本實(shí)施例所述的加載塊2與基座1上的導(dǎo)軌配合，由于為方形導(dǎo)軌，因此在采用螺母5加載是不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，因此不會(huì)對(duì)試驗(yàn)件施加扭矩。
[0029]本實(shí)施例所述的螺母5是帶有自鎖功能的螺母。
[0030]本實(shí)施例所述裝置的試驗(yàn)件7通過(guò)兩端加載孔與加載裝置相連，試驗(yàn)件中部采用預(yù)制裂紋形式加速應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)，縮短試驗(yàn)時(shí)間。
[0031]本實(shí)施例所述裝置在使用時(shí)應(yīng)對(duì)基座1上的導(dǎo)軌、加載塊2上的螺紋以及螺母5與墊片4間隙進(jìn)行潤(rùn)滑，方便加載，同時(shí)可考慮采用其他防松措施保證加載不會(huì)松弛。
[0032]本實(shí)施例的金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置能夠?qū)崿F(xiàn)試樣的純拉伸加載，保證試樣截面載荷的均勻性，通過(guò)在試驗(yàn)件7表面粘貼應(yīng)變測(cè)量元件，可以做到應(yīng)變的準(zhǔn)確加載，為了加速應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)，通常采用含預(yù)制裂紋的試驗(yàn)，預(yù)制裂紋為貫穿厚度的裂紋，采用足夠的裝置可以進(jìn)行大批量全浸泡試驗(yàn)。
[0033]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。倘若這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置，其特征在于:包括基座(I)、兩個(gè)加載塊(2)、銷釘(3)、螺母(5)、導(dǎo)軌(6)和試驗(yàn)件(7); 試驗(yàn)件(7)的兩端開(kāi)有通孔作為加載孔，加載孔的形狀與銷釘(3)相適應(yīng)，表面粘貼有應(yīng)變測(cè)量元件，試驗(yàn)件(7)中間還開(kāi)有預(yù)制裂紋；基座(I)對(duì)稱的兩個(gè)側(cè)壁開(kāi)有同軸的通孔，通孔內(nèi)安裝有導(dǎo)軌(6);加載塊(2)的一端開(kāi)有凹槽，還開(kāi)有垂直于并穿過(guò)凹槽的銷釘安裝孔，另一端為圓柱形，并且具有外螺紋；兩個(gè)加載塊(2)分別穿過(guò)基座(I)兩端側(cè)壁的通孔，并露出加載塊(2)的外螺紋；將試驗(yàn)件(7)兩端分別安裝在兩個(gè)加載塊(2)的凹槽內(nèi)，通過(guò)銷釘⑶穿過(guò)試驗(yàn)件(7)和加載塊(2)的銷釘安裝孔；在加載塊(2)的外螺紋部分安裝螺母(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置，其特征在于:所述基座(I)對(duì)稱的兩個(gè)側(cè)壁開(kāi)的通孔為方形孔，加載塊(2)開(kāi)有凹槽的一端外形為方形，與基座(I)側(cè)壁的方形孔形狀相適應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置，其特征在于:所述加載塊(2)的外螺紋與螺母(5)之間安裝有墊片(4)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置，其特征在于:所述的螺母(5)為帶有自鎖功能的螺母。
5.如權(quán)利要求1所述的一種金屬材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)加載裝置，其特征在于:所述基座(I)上的導(dǎo)軌、加載塊⑵上的外螺紋以及螺母(5)與墊片(4)間隙均進(jìn)行潤(rùn)滑。
【文檔編號(hào)】G01N3/08GK204188503SQ201420675892
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】劉德博, 黃誠(chéng), 馬云龍, 常志龍, 胡正根, 劉觀日, 吳會(huì)強(qiáng), 楊瑞生 申請(qǐng)人:北京宇航系統(tǒng)工程研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院