专利名称：一种200℃～-269℃材料静态力学性能连续控温测试平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及材料的静态力学性能测试系统，特别涉及一种200°C -269°c材料静态力学性能(精确控温拉伸、压缩、弯曲、剪切等静态力学性能)连续控温测试平台。
背景技术：
目前，材料在不同温度下的静态力学性能测试，采用的是高温和低温分开的力学测试系统。高温的测试系统可以进行连续稳定的控温测试，而低温或超低温的测试有时难以实现室温到4.2K的连续稳定精确的控温。特别是一些特殊材料(卫星的太阳能帆板及其它航天材料)需要反复经过高、低温的循环冷热冲击后，然后在原位进行多种类型、不同温度的力学性能测试。国内目前还没有实现500-4.2K连续控温的多种测试类型的静态力学测试装置。鉴于此，研究具有连续、稳定、精确控温的拉伸、压缩、弯曲、剪切等多种静态力学测试类型的测试装置显得尤为重要。
发明内容本实用新型的目的是提供一种200°C _269°C材料静态力学性能连续控温测试平台，其具有宽的温度范围；控温精确、等温区范围大、温度梯度�。皇视枚嘀植牧系睦�、压缩、弯曲、剪切等静态力学性能测试；材料标准试样或非标准试样均可进行测试；杜瓦瓶内控温无漏热；安装方便的特点。本实用新型的技术方案如下:本实用新型提供的200°C _269°C材料静态力学性能连续控温测试平台，其由静态力学测试系统、控温系统和液氮/液氦杜瓦容器组成；所述静态力学测试系统由一个不锈钢杜瓦容器和一套力学测试系统组成；所述不锈钢杜瓦容器具有多层绝热层；所述力学测试系统包括:水平上法兰盘、水平下法兰盘和水平法兰盖和垂向轴套；所述垂向轴套由上至下依次连接所述水平上法兰盘中心孔、水平法兰盖中心孔及水平下法兰盘中心孔；所述水平上法兰盘与试验机横梁相连接；所述水平法兰盖上设有以圆心为对称点分布在其边缘的8-12个通孔；该8-12个通孔通过螺钉将所述水平法兰盖固定在不锈钢杜瓦容器上端；所述水平下法兰盘密封在不锈钢杜瓦容器内；处于不锈钢杜瓦容器内的水平下法兰盘与水平法兰盖之间的垂向轴套装有多层水平热辐射屏；所述垂向轴套内装于承力轴，所述承力轴上端穿出水平上法兰盘中心孔与载荷传感器相连接；所述承力轴下端穿出水平下法兰盘中心孔与力学测试上夹具相连；所述水平下法兰盘上设有以圆心为对称点的2-4个连接通孔，该2-4个连接通孔用以连接力学测试下夹具；所述水平下法兰盘靠近其边缘以圆心为对称点设有两个排气通孔；所述水平法兰盖上还设有装有排气管的排气孔、电信号导线传输通孔、热电偶温度计连接通孔和输液通孔；所述控温系统由温度控制器、功率可调的矩形电加热辐射板、热电偶温度计和电磁阀开关组成；[0008]所述控温系统的一条控制导线连接所述电磁阀开关以控制电磁阀开关的开关；所述电磁阀开关装在所述水平法兰盖上的排气管上；所述电磁阀开关用以调节不锈钢杜瓦容器内气体的压力；所述控温系统的另一条控制导线穿过所述电信号导线传输通孔连接所述矩形电加热辐射板，以控制矩形电加热辐射板的加热；所述矩形电加热辐射板装于所述水平下法兰盘下端面上，并位于承力轴下端两侧壁外；所述温度控制器的控温导线穿过热电偶温度计连接通孔与所述热电偶温度计相连并对杜瓦容器内进行温度控制；所述热电偶温度计装在杜瓦容器之内的水平下法兰盘下端面上；所述液氮/液氦杜瓦容器内装液氮/液氦；其上端输液管穿过所述输液通孔与雾化喷头相连通；所述雾化喷头位于所述杜瓦容器内的所述水平下法兰盘下方。所述雾化喷头上端带有螺纹与所述输液管螺纹连接，下端面是带有多个小通孔的不锈钢圆管。所述液氮/液氦杜瓦容器为自增压杜瓦容器。本实用新型优点具有如下:本实用新型的200°C _269°C材料静态力学性能连续控温测试平台适用于宽的温度范围(200°C _269°C);可以实现精确控温，整个测试区域温度梯度�。任虑段Т螅皇视糜诙嘀植牧系睦�、压缩、弯曲、剪切等静态力学性能测试；标准试样或非标准试样均可进行测试；杜瓦瓶内控温无漏热；且安装方便。
图1:本实用新型的200°C _269°C材料静态力学性能连续控温测试平台的结构示意图；图2:液氮/液氦杜瓦容器3内结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图及实施例进一步描述本实用新型:图1为本实用新型的200°C _269°C材料静态力学性能连续控温测试平台的结构示意图，图2为力学测试系统10结构示意图，由图可知，本实用新型提供的200°C _269°C材料静态力学性能连续控温测试平台，其由静态力学测试系统1、控温系统2和液氮/液氦杜瓦容器3组成；所述静态力学测试系统I由一个不锈钢杜瓦容器11和一套力学测试系统10组成；所述不锈钢杜瓦容器11具有多层绝热层；所述力学测试系统10包括:水平上法兰盘14、水平下法兰盘15和水平法兰盖12和垂向轴套13 ;所述垂向轴套13由上至下依次连接所述水平上法兰盘14中心孔、水平法兰盖12中心孔及水平下法兰盘15中心孔；所述水平上法兰盘14与试验机横梁相连接；所述水平法兰盖12上设有以圆心为对称点分布在其边缘的8-12个通孔126 ;该8-12个通孔126通过螺钉将所述水平法兰盖12固定在不锈钢杜瓦容器11上端；所述水平下法兰盘15密封在不锈钢杜瓦容器11内；处于不锈钢杜瓦容器11内的水平下法兰盘15与水平法兰盖12之间的垂向轴套13装有多层水平热辐射屏16 ;所述垂向轴套13内装于承力轴19，所述承力轴19上端穿出水平上法兰盘14中心孔与载荷传感器相连接；所述承力轴19下端穿出水平下法兰盘15中心孔与力学测试上夹具155相连；所述水平下法兰盘15上设有以圆心为对称点的2-4个连接通孔151，该2_4个连接通孔151用以连接力学测试下夹具154 ;所述水平下法兰盘15靠近其边缘以圆心为对称点设有两个排气通孔152 ;所述水平法兰盖12上还设有装有排气管121的排气孔、电信号导线传输通孔123、热电偶温度计连接通孔124和输液通孔125 ；所述控温系统2由温度控制器21、功率可调的矩形电加热辐射板18、热电偶温度计22和电磁阀开关122组成；所述控温系统2的一条控制导线连接所述电磁阀开关122以控制电磁阀开关122的开关；所述电磁阀开关122装在所述水平法兰盖12上的排气管121上；所述电磁阀开关122用以调节不锈钢杜瓦容器11内气体的压力；所述控温系统2的另一条控制导线穿过所述电信号导线传输通孔123连接所述矩形电加热辐射板18，以控制矩形电加热辐射板18的加热；所述矩形电加热辐射板18装于所述水平下法兰盘15下端面上，并位于承力轴19下端两侧壁外；所述温度控制器21的控温导线穿过热电偶温度计连接通孔124与所述热电偶温度计22相连并对杜瓦容器内进行温度控制；所述热电偶温度计22装在杜瓦容器之内的水平下法兰盘15下端面上；所述液氮/液氦杜瓦容器3内装液氮(液氦);其上端输液管17穿过所述输液通孔125与雾化喷头171相连通；所述雾化喷头171位于所述杜瓦容器内的所述水平下法兰盘15下方。所述雾化喷头上端带有螺纹与所述输液管螺纹连接，下端面是带有多个小通孔的不锈钢圆管。所述液氮/液氦杜瓦容器为自增压杜瓦容器。本实用新型的用于500-4.2K材料静态力学性能连续控温测试系统的所有零部件均为不锈钢或低温钢材料制作。试验时，将本实用新型的200°C _269°C材料静态力学性能连续控温测试平台通过力学测试系统10的上法兰盘14与万能材料试验机的横梁固定，承力轴19与WD — IOA或Instix)n5882的载荷传感器连接；承力轴19下端与拉伸、压缩、弯曲、剪切等不同力学测试上夹具155连接；力学测试下夹具154通过下法兰盘15上的2-4个通孔151连接；试样4的两端与测试上夹具155、测试下夹具154连接；液氮/液氦输液管17与雾化喷头171相连，雾化喷头171穿进不锈钢杜瓦容器11内部的下法兰盘15 ;输液管17的另一端头与液氮/液氦杜瓦容器3连接；电磁阀开关122、热电偶温度计22、电加热辐射板18分别与温度控制器21电连接；控温过程中电磁阀开关122根据温度控制器21反馈的热电偶温度计22控温点的信息自动开闭，调节不锈钢杜瓦容器11内的压力来决定雾化喷头171的液氮/液氦雾化喷入量；液氮/液氦杜瓦容器3通过自增压的功能调节自身内部的压力，促使液氮/液氦的喷入；电加热辐射板18会根据温度控制器22反馈的信息进行加热控温；整个试样4所处的控温区域温度的梯度较�。匚戮罚匚路段Т螅煌ü扑慊刂撇馐韵录芯�154向上或向下运行完成试样4所进行的测试；整个力学测试均在密闭的不锈钢杜瓦容器11内完成O
权利要求1.一种200°C -269°c材料静态力学性能连续控温测试平台，其由静态力学测试系统、控温系统和液氮/液氦杜瓦容器组成； 所述静态力学测试系统由一个不锈钢杜瓦容器和一套力学测试系统组成；所述不锈钢杜瓦容器具有多层绝热层；所述力学测试系统包括:水平上法兰盘、水平下法兰盘和水平法兰盖和垂向轴套；所述垂向轴套由上至下依次连接所述水平上法兰盘中心孔、水平法兰盖中心孔及水平下法兰盘中心孔；所述水平上法兰盘与试验机横梁相连接；所述水平法兰盖上设有以圆心为对称点分布在其边缘的8-12个通孔；该8-12个通孔通过螺钉将所述水平法兰盖固定在不锈钢杜瓦容器上端；所述水平下法兰盘密封在不锈钢杜瓦容器内；处于不锈钢杜瓦容器内的水平下法兰盘与水平法兰盖之间的垂向轴套装有多层水平热辐射屏；所述垂向轴套内装于承力轴，所述承力轴上端穿出水平上法兰盘中心孔与载荷传感器相连接；所述承力轴下端穿出水平下法兰盘中心孔与力学测试上夹具相连；所述水平下法兰盘上设有以圆心为对称点的2-4个连接通孔，该2-4个连接通孔用以连接力学测试下夹具；所述水平下法兰盘靠近其边缘以圆心为对称点设有两个排气通孔；所述水平法兰盖上还设有装有排气管的排气孔、电信号导线传输通孔、热电偶温度计连接通孔和输液通孔； 所述控温系统由温度控制器、功率可调的矩形电加热辐射板、热电偶温度计和电磁阀开关组成； 所述控温系统的一条控制导线连接所述电磁阀开关以控制电磁阀开关的开关；所述电磁阀开关装在所述水平法兰盖上的排气管上；所述电磁阀开关用以调节不锈钢杜瓦容器内气体的压力； 所述控温系统的另一条控制导线穿过所述电信号导线传输通孔连接所述矩形电加热辐射板，以控制矩形电加热辐射板的加热；所述矩形电加热辐射板装于所述水平下法兰盘下端面上，并位于承力轴下端两侧壁外； 所述温度控制器的控温导线穿过热电偶温度计连接通孔与所述热电偶温度计相连并对杜瓦容器内进行温度控制；所述热电偶温度计装在杜瓦容器之内的水平下法兰盘下端面上； 所述液氮/液氦杜瓦容器内装液氮/液氦；其上端输液管穿过所述输液通孔与雾化喷头相连通；所述雾化喷头位于所述杜瓦容器内的所述水平下法兰盘下方。
2.按权利要求1所述的200°C _269°C材料静态力学性能连续控温测试平台，其特征在于，所述雾化喷头上端带有螺纹与所述输液管螺纹连接，下端面是带有多个小通孔的不锈钢圆管。
3.按权利要求1所述的200°C _269°C材料静态力学性能连续控温测试平台，其特征在于，所述液氮/液氦杜瓦容器为自增压杜瓦容器。
专利摘要一种200℃～-269℃材料静态力学性能连续控温测试平台，由静态力学测试系统、控温系统和液氮/液氦杜瓦容器组成；静态力学测试系统由杜瓦容器和力学测试系统组成；力学测试系统的法兰盖通过垂向轴套分别与上、下法兰盘相连，下法兰盘分布连接测试下夹具的通孔；垂向轴套内装承力轴，其下端与测试上夹具相连，其上端与载荷传感器连接；控温系统的电磁阀开关、热电偶温度计、电辐射加热板通过导线与温度控制器电连接；自增压杜瓦容器内液氮/液氦通过输液管下端雾化喷头在杜瓦容器内雾化；电磁阀开关控制液氮/液氦流量；具宽温区；测试区精确控温，杜瓦瓶内无漏热；适于标准或非标准试样及多种类型静态力学性能测试；安装方便。
文档编号G01N3/00GK203025035SQ20122059427
公开日2013年6月26日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者肖红梅, 渠成兵, 赵立中, 付绍云 申请人:中国科学院理化技术研究所
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