一种潜水器观察窗耐压试验装置及方法与流程

技术特征：
1.一种潜水器观察窗耐压试验装置，其特征在于，包括机械加压装置、试验夹具、传感器以及环境箱；其中，机械加压装置包括加压机以及压杆和压盘，试验夹具由压头(3)及底座(6)组成，玻璃样件(5)置于底座(6)中，将放置有玻璃样件的试验夹具整体置于压盘中央，加压机提供机械压，机械压通过压杆(1)及压盘(2)将机械压传递至试验夹具，再由试验夹具传递至玻璃样件，而传感器(7)设置在玻璃样件的内表面，整个受压部分置于环境箱(8)中。2.根据权利要求1所述的一种潜水器观察窗耐压试验装置，其特征在于，所述压盘(2)是能够保持上下面完全平行的压盘，压盘带有定位标记，保证夹具放置位置与压杆同轴。3.根据权利要求1所述的一种潜水器观察窗耐压试验装置，其特征在于，所述底座内形面与玻璃样件锥面形面一致，使样件能够完全贴合放置于该夹具中，底座线性尺寸公差≯0.1mm，轮廓度≯0.05mm；锥面向上设计有限位部分，限制压头的位置，保证试验时压头的压面与缩比件外表面重合；底座锥面向下延伸一定距离，得观察窗玻璃受压过程中有一定的沿锥面下移的余量；底座带一孔连接测量系统，可采集缩比样件内表面的温度、应变情况。4.根据权利要求1所述的一种潜水器观察窗耐压试验装置，其特征在于，所述压头部分，压面与缩比玻璃样件的外表面形面一致，线性尺寸公差≯0.1mm，轮廓度≯0.05mm；设计压头下压的高度作为限位保护，使压头不会接触到底座锥面，又能保证玻璃样件有足够的下移空间。5.根据权利要求1所述的一种潜水器观察窗耐压试验装置，其特征在于，所述试验夹具的压头(3)及底座(6)两个部分整体为圆柱形，材料采用q345低合金高强度钢。6.根据权利要求1所述的一种潜水器观察窗耐压试验装置，其特征在于，压头及样件外表面铺设一胶垫(5)，起到模拟静水压以及缓解机械压引起的应力集中，该胶垫可采用聚氨酯、硅橡胶等高强高韧材料。7.根据权利要求1所述的一种潜水器观察窗耐压试验装置，其特征在于，玻璃样件的内表面设置的传感器包括温度传感器、应变传感器，通过底座上的通孔引出信号线路或采用无线发射时与外部保持通讯。8.根据权利要求1所述的一种潜水器观察窗耐压试验装置，其特征在于，玻璃样件进行热处理退火，消除加工应力的影响，退火温度为75～85℃，时间为6-10小时。9.基于权利要求1-8任意一项所述潜水器观察窗耐压试验装置的耐压试验方法，其特征在于，将真实潜水器观察窗尺寸按一定比例缩小，加工出缩比玻璃样件，将玻璃样件内圆面粘贴传感器，与工装接触面涂抹有机玻璃专用润滑油，置于夹具底座中，玻璃样件与夹具底座完全贴合，传感器引线由夹具底座的通孔引出，铺设与玻璃受压面形状一致的胶垫，将夹具压头置于胶垫及玻璃样件上方，压头落于底座中，安装温度箱以及平行压盘，将装有玻璃样件的夹具置于下压盘中心位置，夹具与试验及压杆同轴，开启伺服液压万能试验机，调整上压板刚刚接触到夹具上平面，开启试验程序，上压盘逐渐对夹具施加压力载荷，将服役工况下观察窗受静水压转计算转化为机械载荷，实时测量玻璃样件的位移、应变、温度，直至试验程序结束。10.权利要求9所述的一种潜水器观察窗耐压试验方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，缩比玻璃样件加工，将潜水器观察窗按一定比例缩小，缩小比例为5～15倍，线
性尺寸公差≯0.1mm，面轮廓度公差≯0.05mm；步骤2，试验夹具安装，将玻璃样件内圆面粘贴传感器，与工装接触面涂抹有机玻璃润滑油，置于夹具底座中，玻璃样件与夹具底座完全贴合，传感器引线由底座的通孔引出，与信号采集设备相连，铺设与玻璃受压面形状一致的胶垫，将夹具压头置于胶垫及玻璃样件上方，压头落于底座中；步骤3，试验装置安装，安装温度箱以及平行压盘，将装有玻璃样件的夹具置于下压盘中心位置，试验夹具与玻璃样品及压杆同轴；步骤4，开启加压机，调整上压板刚刚接触到夹具上平面，开启试验程序，上压盘逐渐对夹具施加压力载荷，实时测量玻璃样件的位移、应变、温度，直至试验程序结束，试验结束后，对样件的损伤缺陷进行表征。

技术总结
本发明属于玻璃试验技术，具体涉及一种潜水器观察窗耐压试验装置及方法。本发明潜水器观察窗耐压试验装置包括机械加压装置、玻璃测试夹具、传感器以及环境箱；由伺服液压万能试验机提供机械压，机械压通过压杆及压盘将机械压传递至试验夹具，试验夹具由压头及底座组成，将玻璃样件置于底座中，将放置有玻璃样件的夹具整体置于压盘中央，机械压由压盘传递至夹具，再由夹具传递至玻璃样件。玻璃样件的内表面可铺设传感器。整个受压部分置于环境箱中。本发明将真实潜水器观察窗尺寸按一定比例缩小，加工出缩比玻璃样件，并将服役工况下观察窗受静水压转计算转化为机械载荷，进行试验，能够快速、安全、准确、经济地模拟观察窗玻璃在各种服役工况。璃在各种服役工况。璃在各种服役工况。


技术研发人员：郑梦瑶 张晓雯 金鑫 杨木泉
受保护的技术使用者：中国航发北京航空材料研究院
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2022/4/12