电子蠕变持久试验机断电后自脱载试样保护系统及方法与流程

1.本发明属于材料力学性能技术领域，涉及一种电子蠕变持久试验机断电后自脱载试样保护系统及方法。


背景技术：

2.在能源化工、航空航天等领域，因其设备部件大多是在高温、高压环境中长期运行，因此长时蠕变持久试验是考核其部件力学性能指标的重要手段，蠕变持久试验模拟部件的服役环境，在给定的温度、介质环境、载荷下以考察试样抵抗变形或断裂的能力，试验过程持续时间短则上百小时，长则上万小时，直至试样断裂或达到相应的变形量。
3.由于蠕变持久试验的特殊性，实验室建设规模少则十多台，多则上百台，由于试验机数量多，试验周期长，试验过程中影响试验结果可靠性的因素较多，特别是断电时，如果处理不当或处理不及时，将造成试样因冷却收缩应力过大而导致异常断裂，将给试验造成不可挽回的损失。为保证试验过程安全、连续进行，一般蠕变持久试验室均为市电加ups供电模式设计，保证设备不间断供电，在生产实际中，市电停电经常发生，因此保证试验过程中试样的安全是一项很重要的工作。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种电子蠕变持久试验机断电后自脱载试样保护系统及方法，该系统及方法避免蠕变持久试验机断电，ups电量耗尽时试样因冷却收缩应力而造成的过载或断裂问题。
5.为达到上述目的，本发明所述的电子蠕变持久试验机断电后自脱载试样保护系统包括ups系统、市电、加热炉及固定框架，固定框架内自上到下依次设置有试样上连杆、试样、试样下连杆、连杆及试验机加载系统，固定框架外设置有试验机控制器及温度控制器，其中，试样上连杆的上端固定于固定框架的顶部，试样下连杆的下端与试样的上端相连接，试样的下端与试样下连杆的上端相连接，试样下连杆的下端通过自脱载装置与连杆的上端相连接，连杆的下端与试验机加载系统相连接，试样位于加热炉内，加热炉的控制端与温度控制器相连接，试验机加载系统的控制端与试验机控制器相连接，加热炉的电源与市电相连接，温度控制器及试验机加载系统与ups系统相连接；
6.所述自脱载装置包括弹簧、销钉及防脱螺母，其中，销钉的端部穿过弹簧、试样下连杆及连杆后套接有防脱螺母。
7.本发明所述的电子蠕变持久试验机断电后自脱载试样保护方法包括以下步骤：
8.在升温阶段，通过试验机加载系统向试样施加初始载荷f0，当加热炉的温度达到设定目标温度后，则进行保温，然后试验机加载系统向试样施加设定试验载荷f，设定当加热炉的温度下降预设温度时，则试验机加载系统向试样施加的试验载荷降低至初始载荷f0；
9.在试验初始阶段，通过弹簧向销钉提供弹射力f
弹
，销钉由于受到初始载荷f0或试
验载荷f而产生摩擦力f0及f，设定f0＜f
弹
＜f，在试验初始阶段，使用防脱螺母阻止销钉弹出，试验开始后，卸掉防脱螺母12，由于在试验载荷f下的摩擦力f大于f
弹
，则销钉能够正常传递载荷，保证试验正常进行；
10.当市电停电时，在ups系统供电时，当加热炉降温超过预设温度时，则试验机加载系统向试样施加的试验载荷降低至初始载荷f0，此时摩擦力f0小于f
弹
，则销钉弹出，使得试样下连杆保持自由状态，试样自动脱载。
11.摩擦力f0＝f0×
μ或f＝f
×
μ，其中，μ为销钉与连杆之间的摩擦系数。
12.初始载荷f0为试验载荷力f十分之一。
13.所述预设温度为20℃。
14.保温时间为30min。
15.本发明具有以下有益效果：
16.本发明所述的电子蠕变持久试验机断电后自脱载试样保护系统及方法在具体操作时，当市电停电，在ups系统供电时，当加热炉降温超过20℃时，则试验机加载系统向试样施加的试验载荷降低至初始载荷f0，此时摩擦力f0小于销钉弹力f
弹
，销钉弹出，试样下连杆保持自由状态，试样自动脱载，避免市电停电，ups电量耗尽，因加热炉降温造成试样因冷却产生的收缩应力过载或断裂发生，结构简单，操作方便，实用性极强。
附图说明
17.图1为本发明的原理图；
18.图2为本发明中自脱载装置5的结构图。
19.其中，1为试样上连杆、2为试样、3为试样下连杆、4为连杆、5为自脱载装置、6为试验机加载系统、7为加热炉、8为试验机控制器、9为温度控制器、10为弹簧、11为销钉、12为防脱螺母。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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，都应当属于本发明保护的范围。
21.在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
22.参考图1及图2，本发明所述的电子蠕变持久试验机断电后自脱载试样保护系统包括ups系统、市电、加热炉7及固定框架，固定框架内自上到下依次设置有试样上连杆1、试样2、试样下连杆3、连杆4及试验机加载系统6，固定框架外设置有试验机控制器8及温度控制
器9，其中，试样上连杆1的上端固定于固定框架的顶部，试样下连杆3的下端与试样2的上端相连接，试样2的下端与试样下连杆3的上端相连接，试样下连杆3的下端通过自脱载装置5与连杆4的上端相连接，连杆4的下端与试验机加载系统6相连接，试样2位于加热炉7内，加热炉7的控制端与温度控制器9相连接，试验机加载系统6的控制端与试验机控制器8相连接，加热炉7的电源与市电相连接，温度控制器9及试验机加载系统6与ups系统相连接。
23.所述自脱载装置5包括弹簧10、销钉11及防脱螺母12，其中，销钉11的端部穿过弹簧10、试样下连杆3及连杆4后套接有防脱螺母12。
24.本发明所述的电子蠕变持久试验机断电后自脱载试样保护方法包括以下步骤：
25.试验开始前，在升温阶段，通过试验机加载系统6向试样2施加初始载荷f0，当加热炉7的温度达到设定目标温度后，则保温30min，试验机加载系统6向试样2施加设定试验载荷f，其中，初始载荷f0约为试验载荷力f十分之一，设定当加热炉7的温度下降20℃时，则试验机加载系统6向试样2施加的试验载荷降低至初始载荷f0。
26.当市电停电时，则试验机控制器8、温度控制器9及加载系统通过ups系统正常供电，加热炉7停电，温度开始下降，当温度下降超过20℃时，则试验机加载系统6向试样2施加的试验载荷降低至初始载荷f0。
27.自脱载装置5包括弹簧10、销钉11及防脱螺母12，在试验初始阶段，通过弹簧10向销钉11提供弹射力f
弹
，销钉11由于受到初始载荷f0或试验载荷f而产生摩擦力f0及f，摩擦力f0＝f0×
μ或f＝f
×
μ，其中，μ为销钉11与连杆4之间的摩擦系数，设定f0＜f
弹
＜f，在试验初始阶段，使用防脱螺母12阻止销钉11弹出，试验开始后，卸掉防脱螺母12，由于在试验载荷f下的摩擦力f大于销钉11弹力f
弹
，则销钉11能够正常传递载荷，保证试验正常进行；
28.当市电停电，在ups系统供电时，当加热炉7降温超过20℃时，则试验机加载系统6向试样2施加的试验载荷降低至初始载荷f0，此时摩擦力f0小于销钉11弹力f
弹
，销钉11弹出，试样下连杆3保持自由状态，试样2自动脱载，避免市电停电，ups电量耗尽，因加热炉7降温造成试样2因冷却产生的收缩应力过载或断裂发生。