CN108344629A - 一种新的蠕变加载实验设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新的蠕变加载实验设备，包括依次连通的高压气源、气体稳压器、压力气体储藏室和加压室，气体稳压器通过排气管与外部空气连通，加压室的内部滑动设置有活塞，活塞的下端设置有加载头，加压室的底部设置有供加载头伸出的通孔，加压室下方设置有底座，加压室与底座固定连接，底座上设置有垫块，垫块设置于加载头下方。相比机械式设备，本发的由气体稳压器维持压力恒定，智能控制，精度高；本发明通过向加压室中输入压力气体实现加载，无冲击荷载。相比电子式设备，本发明不需要设置伺服电机或伺服液压机，能耗更低，噪音更小；本发明在设备工作时，只需要维持气体稳压器正常工作的能源供应，即可实现持续稳定工作。

Description

一种新的蠕变加载实验设备
技术领域
本发明涉及加载设备技术领域，特别是涉及一种新的蠕变加载实验设备。
背景技术
蠕变实验是测定材料在长时间的恒定应力作用下、发生缓慢塑性变形现象的一种材料性能试验。为了开展材料蠕变变形特性的测试与研究，蠕变加载实验设备是必不可少的，根据蠕变加载实验设备工作原理，可以将其分为机械式和电子式两种。
机械式为传统产品，其主要工作原理为逐级放大的杠杆原理，通过在最末端杠杆端部施加一定质量的砝码来实现加载过程，支点处摩擦阻力的计量和增加砝码带来的冲击荷载，是机械式蠕变加载实验设备的最大短板；电子式为新开发产品，主要是基于伺服电机或伺服液压机，应用电子控制技术实现长时恒定应力的目的，另外电子式设备还可以进行应力松弛和低周蠕变循环试验。正是由于电子式蠕变加载实验设备所具有的这些优点，加上现在电力能源供应上的充足，机械式蠕变加载实验设备逐渐被淘汰，但是机械式设备所具有的低能耗、低噪声、持续稳定等优势，是现今仍被个别机构使用的原因所在。
电子式蠕变加载实验设备虽然具有智能控制、无冲击、测试精度高、误差干扰小等优点，但是，不管是伺服电机还是伺服液压机，高能耗是不可回避的事实，特别是蠕变加载实验，加载周期特别长，在动辄几个月的实验周期内，材料由于蠕变而产生的塑性变形时刻在发生，这就需要伺服电机或伺服液压机持续保持开机工作状态，并根据塑性变形量及时调整应力输出。另一方面，虽然电子式蠕变加载实验设备能够在断电状态下锁定伺服电机或伺服液压机，但是锁定后，实验属性将由蠕变过程变为松弛过程，从而导致测试结果上的误差。
因此，如何设计一种既具有电子式设备测试精度高、无冲击、智能控制等优点，又具有机械式设备节省能源、低噪声、持续稳定等特点的实验设备，是蠕变加载实验领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的蠕变加载实验设备，以解决上述现有技术存在的技术问题，减小加载能耗、维持加载压力恒定、提高加载精度的同时，实现无冲击加载。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种新的蠕变加载实验设备，包括依次连通的高压气源、气体稳压器、压力气体储藏室和加压室，所述气体稳压器通过排气管与外部空气连通，所述加压室的内部滑动设置有活塞，所述活塞的下端设置有加载头，所述加压室的底部设置有供所述加载头伸出的通孔，所述加压室下方设置有底座，所述加压室与所述底座固定连接，所述底座上设置有垫块，所述垫块设置于所述加载头下方。
优选地，所述高压气源通过高压进气管与所述气体稳压器连通，所述气体稳压器通过刚性管路与所述压力气体储藏室连通。
优选地，所述压力气体储藏室的顶部通过通气管与所述加压室的顶部连通。
优选地，所述垫块可拆卸地设置于所述底座上。
优选地，所述加压室内的所述活塞上方的空间内盛放有加压液，所述加压液为水或液压油。
优选地，所述底座上设置有多个固定臂杆，所述底座通过所述固定臂杆与所述加压室相连。
优选地，多个所述固定臂杆在所述底座上均匀分布。
本发明相对于现有技术而言取得了以下技术效果：
相比机械式设备，本发明的气体稳压器维持压力恒定，智能控制，精度高；本发明通过输入压力气体实现加载，无冲击荷载；
相比电子式设备，本发明不需要设置伺服电机或伺服液压机，能耗更低，噪音更小；本发明在设备工作时，只需要维持气体稳压器正常工作的能源供应，即可实现持续稳定工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明新的蠕变加载实验设备的结构示意图；
附图标记说明：1、加压室；101、压力气体；102、液压油；2、活塞；201、加载头；3、测试试件；4、垫块；5、底座；6、通气管；7、压力气体储藏室；8、气体稳压器；9、高压进气管；10、排气管；11、高压气源；12、固定臂杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种新的蠕变加载实验设备，以解决上述现有技术存在的技术问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本实施例提供一种新的蠕变加载实验设备，包括依次连通的高压气源11、气体稳压器8、压力气体储藏室7和加压室1。气体稳压器8通过排气管10与外部空气连通，气体稳压器8可选用现有技术中常用的结构。
加压室1的内部滑动设置有活塞2，活塞2的下端设置有加载头201，加压室1的底部设置有供加载头201伸出的通孔。
加压室1用以盛放加压液和压力气体101，当活塞2与加压室1间的密封性较好时，可以只使用压力气体101加载；当活塞2与加压室1间不能达到较高的密封要求时，压力气体101容易从活塞2与加压室1的间隙处泄漏，此时可以在加压室1内的活塞2上方的空间内盛放加压液，加压液优选为液压油102，也可以是水，本实施例中选用液压油102作为加压液。由于加压液相比于气体而言不易泄漏，所以可以使用其进行加载。
加压室1下方设置有底座5，底座5上设置有多个固定臂杆12，多个固定臂杆12在底座5上均匀分布，底座5通过固定臂杆12与加压室1相连。底座5上设置有垫块4，垫块4设置于加载头201下方，垫块4可拆卸地设置于底座5上。
在进行蠕变加载实验时，测试试件3设置于加载头201与垫块4之间。在压力气体储藏室7向加压室1内通入高压气体后，加压室1内有压力气体101和液压油102两种介质。压力气体101推动液压油102向下移动，进而推动活塞2和固定于活塞2上的加载头201下移，使得加载头201与测试试件3接触并对测试试件3施压。高压气源11内的气体压力，始终大于压力气体储藏室7内的气体压力，从而使高压气源11能够向压力气体储藏室7持续供应高压气体。垫块4的抗压强度更高，平整度更好，通过设置垫块4，能够实现均匀加载，并且可以调整更换垫块4，以适应不同高度的测试试件3，同时可防止底座5被压坏。
优选地，高压气源11通过高压进气管9与气体稳压器8连通，气体稳压器8通过刚性管路与压力气体储藏室7连通，气体稳压器8通过排气管10与外部空气连通。压力气体储藏室7的顶部通过通气管6与加压室1的顶部连通。
在实验前，需事先设定气体稳压器8允许的压力差。压力差是指蠕变实验目标应力与压力气体储藏室7中的压力值之差，气体稳压器8能够自动获取压力气体储藏室7内的气体压力。当压力气体储藏室7内的气体压力小于目标压力，且差值超过允许压力差时，气体稳压器8自动打开高压进气管9的阀门，将高压气源11内的高压气体注入压力气体储藏室7内，直至差值小于允许压力差；当压力气体储藏室7内的气体压力大于目标压力，且差值超过允许压力差时，气体稳压器8自动打开排气管10的阀门，将压力气体储藏室7内的高压气体排出，直至差值小于允许压力差。
与机械式蠕变加载实验设备相比，本实施例的气体稳压器8能够维持压力恒定，实现智能控制，精度更高；本实施例通过压力气体101的输入进行加载，无冲击荷载。
与电子式蠕变加载实验设备相比，本实施例提供的蠕变加载实验设备不需要设置伺服电机或伺服液压机，能耗更低，噪音更小，成本更低；本实施例提供的蠕变加载实验设备在使用时，只需要维持气体稳压器8正常工作的能源供应，即可实现持续稳定工作，能耗更低。
需要说明的是，本实施例对垫块4的设置方式、底座5与加压室1的连接方式和高压气源11、压力气体储藏室7、加压室1之间的连通方式进行了举例说明，本领域技术人员也可根据实际需要进行选择。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种新的蠕变加载实验设备，其特征在于，包括依次连通的高压气源、气体稳压器、压力气体储藏室和加压室，所述气体稳压器通过排气管与外部空气连通，所述加压室的内部滑动设置有活塞，所述活塞的下端设置有加载头，所述加压室的底部设置有供所述加载头伸出的通孔，所述加压室下方设置有底座，所述加压室与所述底座固定连接，所述底座上设置有垫块，所述垫块设置于所述加载头下方。
2.根据权利要求1所述的新的蠕变加载实验设备，其特征在于，所述高压气源通过高压进气管与所述气体稳压器连通，所述气体稳压器通过刚性管路与所述压力气体储藏室连通。
3.根据权利要求1所述的新的蠕变加载实验设备，其特征在于，所述压力气体储藏室的顶部通过通气管与所述加压室的顶部连通。
4.根据权利要求1所述的新的蠕变加载实验设备，其特征在于，所述垫块可拆卸地设置于所述底座上。
5.根据权利要求1所述的新的蠕变加载实验设备，其特征在于，所述加压室内的所述活塞上方的空间内盛放有加压液，所述加压液为水或液压油。
6.根据权利要求1所述的新的蠕变加载实验设备，其特征在于，所述底座上设置有多个固定臂杆，所述底座通过所述固定臂杆与所述加压室相连。
7.根据权利要求6所述的新的蠕变加载实验设备，其特征在于，多个所述固定臂杆在所述底座上均匀分布。
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