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測(cè)試超高溫環(huán)境中試樣蠕變性能的裝置及測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種測(cè)試超高溫環(huán)境中試樣蠕變性能的裝置，其特征在于設(shè)置在電液伺服試驗(yàn)機(jī)上夾塊和下夾塊之間的簡(jiǎn)支彎曲測(cè)試裝置，在測(cè)試過程中由于其最大應(yīng)力位置和最大撓度位置不在同一處，因此在試驗(yàn)設(shè)計(jì)層面上提高了測(cè)試的精度。本發(fā)明提出的裝置和力學(xué)性能測(cè)試方法對(duì)試樣的制備要求低，加工簡(jiǎn)便，操作簡(jiǎn)單，且能應(yīng)用于熱障涂層系統(tǒng)，研究涂層各層的蠕變性能并為工程應(yīng)用提供試驗(yàn)技術(shù)支持和理論指導(dǎo)，因而具有重要的理論研究?jī)r(jià)值和廣泛的工程應(yīng)用前景。
【專利說明】測(cè)試超高溫環(huán)境中試樣蠕變性能的裝置及測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種蠕變性能測(cè)試裝置及方法，具體涉及一種測(cè)試超高溫環(huán)境中試樣蠕變性能的裝置及測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來由于超高速飛行器鼻錐、機(jī)翼前緣、發(fā)動(dòng)機(jī)熱端等各種關(guān)鍵部位或部件對(duì)材料耐高溫和使用壽命要求的逐步提高，大量以陶瓷系為基礎(chǔ)的超高溫材料(使用環(huán)境溫度> IOO(TC)得到一定程度的應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)不斷提高結(jié)構(gòu)使用溫度和延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)壽命的目標(biāo)，要求必須對(duì)新材料在役溫度下的蠕變行為有準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，使得這些材料能夠在高溫關(guān)鍵部位和結(jié)構(gòu)中得以安全應(yīng)用。因此如何確定超高溫材料在使用環(huán)境中的蠕變行為問題成為當(dāng)前的研究領(lǐng)域的一個(gè)亟待解決的問題。
[0003]開發(fā)與設(shè)計(jì)超高溫材料與結(jié)構(gòu)在服役溫度下的性能分析與測(cè)試方法，是實(shí)現(xiàn)材料向高性能、高可靠性方向發(fā)展的基礎(chǔ)。通常，材料的性能可以通過標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)獲得，如光滑圓棒試驗(yàn)、緊湊拉伸試驗(yàn)。這些試驗(yàn)對(duì)試樣有一定數(shù)量和尺寸要求，在大多數(shù)情況下這種要求是可以滿足的，但在一些情況下是無法滿足的。首先，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)在夾具設(shè)計(jì)過程中，易遇到由于溫度過高帶來的夾具氧化、強(qiáng)度降低、加工困難等問題；其次，當(dāng)試樣與所研究材料之間的微結(jié)構(gòu)等有不同時(shí)，上述方法所得的結(jié)果沒有可比性，也較難直接用于力學(xué)模型的建立和機(jī)理的研究；第三，在超高溫服役情況下，易在熱影響區(qū)發(fā)生早期失效，對(duì)超高溫結(jié)構(gòu)的壽命具有重要影響。但由于熱影響區(qū)尺寸比較小，無法采用標(biāo)準(zhǔn)高溫性能測(cè)試方法獲得其性能。因此梁彎曲試驗(yàn)等新方法得到了一定程度的應(yīng)用。，但現(xiàn)有傳統(tǒng)三點(diǎn)、四點(diǎn)彎曲測(cè)試方法由于試樣最大彎曲撓度和損傷失效的位置都發(fā)生在試樣的中部位置。且對(duì)于三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)而言，壓頭與試樣的接觸位置和測(cè)定撓度數(shù)據(jù)位置都在試樣的中部，試樣的壓入變形都會(huì)很大程度上影響撓度的精度。還有在大撓度測(cè)量時(shí)，壓頭處會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)導(dǎo)致應(yīng)力集中，出現(xiàn)剪切應(yīng)力等問題都會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不準(zhǔn)確。因此，目前迫切需要發(fā)展快速、便捷、準(zhǔn)確的測(cè)試方法來測(cè)定材料的蠕變性能。
[0004]總之，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)(如光滑圓棒試驗(yàn)、緊湊拉伸試驗(yàn))對(duì)試樣有一定的尺寸要求，不適用于熱障涂層(TBC)系統(tǒng)、超高溫陶瓷材料(機(jī)械加工的困難)。另外傳統(tǒng)的三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中，首先由于試樣最大彎曲撓度和損傷失效的位置都發(fā)生在試樣的中部位置，試樣的壓入變形會(huì)很大程度上影響撓度的測(cè)試數(shù)據(jù)的精度。其次由于壓頭與試件間的摩擦以及壓頭在試件上的滑動(dòng)導(dǎo)致剪切力的產(chǎn)生，使得測(cè)試結(jié)果存在誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]要解決的技術(shù)問題
[0006]為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種測(cè)試超高溫環(huán)境中試樣蠕變性能的裝置及測(cè)試方法，以獲得超高溫環(huán)境下試樣的蠕變性能。
[0007]技術(shù)方案[0008]一種測(cè)試超高溫環(huán)境中試樣蠕變性能的裝置，計(jì)算機(jī)1、溫度控制器2、測(cè)量控制器3、電液伺服試驗(yàn)機(jī)7、惰性氣體5和水冷系統(tǒng)6 ;其特征在于:還包括設(shè)置在電液伺服試驗(yàn)機(jī)7上夾塊和下夾塊之間的簡(jiǎn)支彎曲測(cè)試裝置4 ;所述簡(jiǎn)支彎曲測(cè)試裝置4包括上過渡連接桿8、防轉(zhuǎn)螺母9、壓頭10、試樣緊固螺母12、固定裝置13、可移動(dòng)卡槽15、防轉(zhuǎn)螺母16、下過渡連接桿17 ;上過渡連接桿8通過螺栓連接壓頭10并配有第一防轉(zhuǎn)螺母9，壓頭10下端為固定裝置13，固定裝置13內(nèi)設(shè)有固定試樣11的試樣緊固螺母12，使固定試樣11呈水平位置；固定裝置13的下端與下過渡連接桿17上端螺栓連接并配有防轉(zhuǎn)螺母16 ;下過渡連接桿17下端與電液伺服試驗(yàn)機(jī)7下夾塊直接連接；固定裝置13的底部設(shè)有可移動(dòng)卡槽15，可移動(dòng)卡槽15，上設(shè)有多個(gè)并列的槽口，用于調(diào)整壓頭10與試樣11的相對(duì)位置。
[0009]所述壓頭10和試樣緊固螺母12采用碳碳復(fù)合材料。
[0010]一種利用所述測(cè)試超高溫環(huán)境中試樣蠕變性能的裝置測(cè)試蠕變性能的方法，所述蠕變性能為蠕變常數(shù)和應(yīng)力指數(shù)；其特征在于步驟如下:
[0011]步驟1:將被測(cè)試樣11由試樣緊固螺母12固定在固定裝置13上，并處于水平狀態(tài)；然后將固定裝置13置于壓頭10與下過渡連接桿17之間，并一起安放在電液伺服試驗(yàn)機(jī)7上夾塊和下夾塊之間，并使壓頭處于試樣的中心位置；所述被測(cè)試樣11為長(zhǎng)條形試樣；
[0012]步驟2:調(diào)節(jié)溫度控制器使試驗(yàn)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)的試驗(yàn)溫度；
[0013]步驟3:由可移動(dòng)卡槽15將被測(cè)試樣11與壓頭10選擇在不同的相對(duì)位置，根據(jù)預(yù)設(shè)的蠕變載荷曲線對(duì)控制軟件進(jìn)行設(shè)置，然后驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，使得被測(cè)試樣11受到壓頭10的壓力而產(chǎn)生變形進(jìn)行試驗(yàn)；所述控制軟件采用FT console或SAX ；
[0014]過程如下:
[0015](I)、驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)的蠕變載荷曲線的控制，通過壓頭10對(duì)被測(cè)試樣11加壓，計(jì)算機(jī)采集試驗(yàn)機(jī)上下夾塊之間的距離變化即為被測(cè)試樣加壓點(diǎn)處的彎曲撓度變化值；
[0016](2)、根據(jù)采集到的彎曲撓度繪制成彎曲撓度一時(shí)間曲線，得出穩(wěn)態(tài)的撓度率；
[0017]步驟4:通過可移動(dòng)卡槽15改變被測(cè)試樣11與壓頭10的相對(duì)位置，重復(fù)步驟3，得出不同壓頭位置下的穩(wěn)態(tài)撓度率；
[0018]步驟5 ;使用有限元軟件ABAQUS設(shè)置一組假定的蠕變常數(shù)B和應(yīng)力指數(shù)n，在與試驗(yàn)相同的蠕變載荷下進(jìn)行有限元分析，獲取穩(wěn)態(tài)撓度率一螺變應(yīng)力指數(shù)一蠕變常數(shù)變化曲線.[0019]步驟6:將步驟4試驗(yàn)獲得的穩(wěn)態(tài)撓度率和步驟5所得的數(shù)值曲線在同一坐標(biāo)系下進(jìn)行重合繪制，得到對(duì)應(yīng)于不同壓頭位置下的兩組蠕變常數(shù)一應(yīng)力指數(shù)曲線，獲得的兩組曲線的交點(diǎn)為材料初步的螺變參數(shù)；
[0020]步驟7:根據(jù)步驟6所得到的結(jié)果，更新有限元計(jì)算所設(shè)置的B和η的假定值，重復(fù)上述步驟5和6，直到兩次結(jié)果誤差在誤差范圍內(nèi)收斂，最后一次所得到的結(jié)果為材料的螺變參數(shù)。
[0021]有益效果
[0022]本發(fā)明提出的一種測(cè)試超高溫環(huán)境中試樣蠕變性能的裝置及測(cè)試方法，與傳統(tǒng)的蠕變性能測(cè)試方法相比，本發(fā)明提出的新型蠕變性能測(cè)試方法的有益效果表述如下:[0023](I)加工、操作、控制、使用的簡(jiǎn)便。傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)(如光滑圓棒試驗(yàn)、緊湊拉伸試驗(yàn))對(duì)試樣有一定的尺寸要求，不適用于熱障涂層(TBC)系統(tǒng)、超高溫陶瓷材料(機(jī)械加工的困難)。而本發(fā)明提出的新型力學(xué)性能測(cè)試方法對(duì)試樣的制備要求低，加工簡(jiǎn)便，操作簡(jiǎn)單，且能應(yīng)用于熱障涂層系統(tǒng)，研究涂層各層的蠕變性能并為工程應(yīng)用提供試驗(yàn)技術(shù)支持和理論指導(dǎo)，因而具有重要的理論研究?jī)r(jià)值和廣泛的工程應(yīng)用前景。
[0024](2)測(cè)試精度的提高。傳統(tǒng)的三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中，首先由于試樣最大彎曲撓度和損傷失效的位置都發(fā)生在試樣的中部位置，試樣的壓入變形會(huì)很大程度上影響撓度的測(cè)試數(shù)據(jù)的精度。其次由于壓頭與試件間的摩擦以及壓頭在試件上的滑動(dòng)導(dǎo)致剪切力的產(chǎn)生，使得測(cè)試結(jié)果存在誤差。而本發(fā)明提出的簡(jiǎn)支彎曲力學(xué)性能測(cè)試方法由于其最大應(yīng)力位置和最大撓度位置不在同一處，因此在試驗(yàn)設(shè)計(jì)層面上提高了測(cè)試的精度。
[0025](3)適用于超高溫環(huán)境下蠕變性能的測(cè)定。本發(fā)明提出的新型蠕變性能測(cè)試裝置所用材料為碳碳復(fù)合材料，碳碳復(fù)合材料具有高比模量、高比強(qiáng)度、抗熱沖擊性能好等優(yōu)點(diǎn)，且這種材料隨著溫度的升高(可達(dá)2200°C)其強(qiáng)度不降低，適用于超高溫環(huán)境下力學(xué)性能的測(cè)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1:為本發(fā)明提供的超高溫蠕變性能測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)圖
[0027]圖2:簡(jiǎn)支彎曲測(cè)試裝置示意圖
[0028]圖3:簡(jiǎn)支彎曲測(cè)試裝置簡(jiǎn)化幾何模型示意圖
[0029]1-計(jì)算機(jī)，2-溫度控制器，3-測(cè)量控制器，4-簡(jiǎn)支彎曲測(cè)試裝置，5-惰性氣體，6-水冷系統(tǒng)，7-電液伺服試驗(yàn)機(jī)，8-上過渡連接桿，9-第一防轉(zhuǎn)螺母，10-壓頭，11-試樣，12-試樣緊固螺母，13-固定裝置，14-緊固螺母，15-可移動(dòng)卡槽，16-第二防轉(zhuǎn)螺母，17-下過渡連接桿。
【具體實(shí)施方式】
[0030]現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0031]圖1所示的是本發(fā)明提供的超高溫蠕變性能測(cè)試儀的組成框圖，一計(jì)算機(jī)1，該計(jì)算機(jī)安裝了電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)的控制軟件；一輸入端與計(jì)算機(jī)電連接的溫度控制器2 ;一輸入端與計(jì)算機(jī)電連接的測(cè)量控制器3 ;—電液伺服試驗(yàn)機(jī)7 裝滿惰性氣體的氣瓶5 ；一用來保證測(cè)試裝置安全性的水冷系統(tǒng)6 ;—簡(jiǎn)支彎曲測(cè)試裝置4。
[0032]本實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)安裝的軟件是FT console和SAX (single Axis Max),溫度控制器所能控制的溫度范圍是0-2000°C，所采用的驅(qū)動(dòng)裝置是Instron8871電液伺服試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快、輸出功率大、測(cè)量和控制精度高且操作簡(jiǎn)潔、方便，目前在航空、航天、軍事、冶金、交通、工程機(jī)械等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。電液伺服技術(shù)是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)高周疲勞、程控疲勞和低周疲勞以及靜態(tài)的恒變形速率、恒負(fù)荷速率和各種模擬仿真試驗(yàn)系統(tǒng)的最佳技術(shù)手段。
[0033]簡(jiǎn)支彎曲測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，包括:上過渡連接桿8、第一防轉(zhuǎn)螺母9、壓頭10、試樣緊固螺母12、固定裝置13、緊固螺母14、可移動(dòng)卡槽15、第二防轉(zhuǎn)螺母16、下過渡連接桿17。其中上過渡連接桿8上端與電液伺服試驗(yàn)機(jī)7上夾塊直接連接，下端與壓頭10螺栓連接并配有防轉(zhuǎn)螺母9 ;試樣11安裝在固定裝置13中，且試樣左端通過緊固螺母12固定至水平位置；可移動(dòng)卡槽15有三個(gè)位置可供選擇，其卡槽端通過緊固螺母14固定在固定裝置上，其下端與下過渡連接桿17上端螺栓連接并配有防轉(zhuǎn)螺母16 ;下過渡連接桿17下端與電液伺服試驗(yàn)機(jī)7下夾塊直接連接。
[0034]利用本發(fā)明提供的超高溫蠕變性能測(cè)試儀的測(cè)試方法如下:
[0035]步驟1:將被測(cè)試樣11由試樣緊固螺母12固定在固定裝置13上，并處于水平狀態(tài)；然后將固定裝置13置于壓頭10與下過渡連接桿17之間，并一起安放在Instron8871電液伺服試驗(yàn)機(jī)7上夾塊和下夾塊之間，并使壓頭處于試樣的中心位置，以防引起偏心造成的誤差；所述被測(cè)試樣11為長(zhǎng)條形試樣；
[0036]步驟2:調(diào)節(jié)溫度控制器使試驗(yàn)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)的試驗(yàn)溫度；
[0037]步驟3:由可移動(dòng)卡槽15將被測(cè)試樣11與壓頭10選擇在不同的相對(duì)位置，根據(jù)預(yù)設(shè)的蠕變載荷曲線對(duì)控制軟件進(jìn)行設(shè)置，然后驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，使得被測(cè)試樣11受到壓頭10的壓力而產(chǎn)生變形進(jìn)行試驗(yàn)；所述控制軟件采用FT console或SAX ；
[0038]過程如下:
[0039](I)、驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)的蠕變載荷曲線的控制，通過壓頭10對(duì)被測(cè)試樣11加壓，計(jì)算機(jī)采集試驗(yàn)機(jī)上下夾塊之間的距離變化即為被測(cè)試樣加壓點(diǎn)處的彎曲撓度變化值； [0040](2)、根據(jù)采集到的彎曲撓度繪制成彎曲撓度一時(shí)間曲線，得出穩(wěn)態(tài)的撓度率；
[0041]步驟4:通過可移動(dòng)卡槽15改變被測(cè)試樣11與壓頭10的相對(duì)位置，重復(fù)步驟3，得出不同壓頭位置下的穩(wěn)態(tài)撓度率；
[0042]步驟5 ;使用有限元軟件ABAQUS設(shè)置一組假定的蠕變常數(shù)B和應(yīng)力指數(shù)n，在與試驗(yàn)相同的蠕變載荷下進(jìn)行有限元分析，獲取穩(wěn)態(tài)撓度率一螺變應(yīng)力指數(shù)一蠕變常數(shù)變化曲線；
[0043]步驟6:將步驟4試驗(yàn)獲得的穩(wěn)態(tài)撓度率和步驟5所得的數(shù)值曲線在同一坐標(biāo)系下進(jìn)行重合繪制，得到對(duì)應(yīng)于不同壓頭位置下的兩組蠕變常數(shù)一應(yīng)力指數(shù)曲線，獲得的兩組曲線的交點(diǎn)為材料初步的螺變參數(shù)；
[0044]步驟7:根據(jù)步驟6所得到的結(jié)果，更新有限元計(jì)算所設(shè)置的B和η的假定值，重復(fù)上述步驟5和6，直到兩次結(jié)果誤差在誤差范圍內(nèi)收斂，最后一次所得到的結(jié)果為材料的螺變參數(shù)。
[0045]本發(fā)明中根據(jù)彎曲撓度繪制成彎曲撓度一時(shí)間曲線，算出穩(wěn)態(tài)撓度率并根據(jù)相關(guān)蠕變理論得出試樣的蠕變性能過程如下:
[0046]典型的蠕變曲線可以被分為三個(gè)階段:蠕變第一階段、蠕變第二 (穩(wěn)態(tài))階段和蠕變第三階段。在工程研究領(lǐng)域，蠕變第二階段由于其具有穩(wěn)態(tài)蠕變率的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。因此蠕變應(yīng)力可以表達(dá)為如下形式:
[0047]
e{t) = A(T)an = B&'cxf^)(I)


KI
[0048]其中〃⑴是穩(wěn)態(tài)螺變速率，A⑴是與試驗(yàn)溫度相關(guān)的常數(shù)，σ是施加的螺變應(yīng)力，η是蠕變應(yīng)力指數(shù)，B是與材料微觀結(jié)構(gòu)相關(guān)的蠕變常數(shù)，Q是蠕變活化能，R和T分別是理想氣體常數(shù)和試驗(yàn)溫度。
[0049]本發(fā)明提供的簡(jiǎn)支彎曲蠕變測(cè)試裝置的簡(jiǎn)化幾何模型如圖3所示。O和A是固定裝置夾持試樣的夾持點(diǎn)，兩夾持點(diǎn)之間的距離為I。夾持點(diǎn)A與壓頭間的距離為a，試樣的厚度為2h。試樣發(fā)生彎曲后的撓度為d。壓頭施加在試樣上的集中載荷為P。在圖3(c)中，還指出三點(diǎn)彎曲蠕變時(shí)橫截面受到剪切力P和彎矩M。
[0050]在模型的建立過程中給出了兩個(gè)基本假設(shè):1，在壓頭的下方存在著局部應(yīng)力集中，但其對(duì)加載部位的彎曲位移的影響可以忽略不計(jì)。2，剪切載荷P對(duì)蠕變應(yīng)力應(yīng)變的影響很小可以忽略不計(jì)。
[0051]如圖3 (C)中所示，應(yīng)力分布σ可以由下式獲得:
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)試超高溫環(huán)境中試樣蠕變性能的裝置，計(jì)算機(jī)(I)、溫度控制器(2)、測(cè)量控制器(3)、電液伺服試驗(yàn)機(jī)(7)、惰性氣體(5)和水冷系統(tǒng)(6);其特征在于:還包括設(shè)置在電液伺服試驗(yàn)機(jī)(7)上夾塊和下夾塊之間的簡(jiǎn)支彎曲測(cè)試裝置(4);所述簡(jiǎn)支彎曲測(cè)試裝置(4)包括上過渡連接桿(8)、第一防轉(zhuǎn)螺母(9)、壓頭(10)、試樣緊固螺母(12)、固定裝置(13)、可移動(dòng)卡槽(15)、第二防轉(zhuǎn)螺母(16)、下過渡連接桿(17);上過渡連接桿(8)通過螺栓連接壓頭(10)并配有第一防轉(zhuǎn)螺母(9)，壓頭(10)下端為固定裝置(13)，固定裝置(13)內(nèi)設(shè)有固定試樣(11)的試樣緊固螺母(12)，使固定試樣(11)呈水平位置；固定裝置(13)的下端與下過渡連接桿(17)上端螺栓連接并配有防轉(zhuǎn)螺母(16);下過渡連接桿(17)下端與電液伺服試驗(yàn)機(jī)(7)下夾塊直接連接；固定裝置(13)的底部設(shè)有可移動(dòng)卡槽(15)，可移動(dòng)卡槽(15)，上設(shè)有多個(gè)并列的槽口，用于調(diào)整壓頭(10)與試樣(11)的相對(duì)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試超高溫環(huán)境中試樣蠕變性能的裝置，其特征在于:所述壓頭(10)和試樣緊固螺母(12)采用碳碳復(fù)合材料。
3.一種利用權(quán)利要求1或2所述測(cè)試超高溫環(huán)境中試樣蠕變性能的裝置測(cè)試蠕變性能的方法，所述蠕變性能為蠕變常數(shù)和應(yīng)力指數(shù)；其特征在于步驟如下: 步驟1:將被測(cè)試樣(11)由試樣緊固螺母(12)固定在固定裝置(13)上，并處于水平狀態(tài)；然后將固定裝置(13)置于壓頭(10)與下過渡連接桿(17)之間，并一起安放在電液伺服試驗(yàn)機(jī)(7)上夾塊和下夾塊之間，并使壓頭處于試樣的中心位置；所述被測(cè)試樣(11)為長(zhǎng)條形試樣； 步驟2:調(diào)節(jié)溫度控制器使試驗(yàn)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)的試驗(yàn)溫度； 步驟3:由可移動(dòng)卡槽(15 )將被測(cè)試樣(11)與壓頭(10 )選擇在不同的相對(duì)位置，根據(jù)預(yù)設(shè)的蠕變載荷曲線對(duì)控制軟件進(jìn)行設(shè)置，然后驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，使得被測(cè)試樣(11)受到壓頭(10)的壓力而產(chǎn)生變形進(jìn)行試驗(yàn)；所述控制軟件采用FT console或SAX ； 過程如下: (1)、驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)的蠕變載荷曲線的控制，通過壓頭(10)對(duì)被測(cè)試樣(11)加壓，計(jì)算機(jī)采集試驗(yàn)機(jī)上下夾塊之間的距離變化即為被測(cè)試樣加壓點(diǎn)處的彎曲撓度變化值； (2)、根據(jù)采集到的彎曲撓度繪制成彎曲撓度一時(shí)間曲線，得出穩(wěn)態(tài)的撓度率； 步驟4:通過可移動(dòng)卡槽(15)改變被測(cè)試樣(11)與壓頭(10)的相對(duì)位置，重復(fù)步驟3，得出不同壓頭位置下的穩(wěn)態(tài)撓度率； 步驟5 ;使用有限元軟件ABAQUS設(shè)置一組假定的蠕變常數(shù)B和應(yīng)力指數(shù)n，在與試驗(yàn)相同的蠕變載荷下進(jìn)行有限元分析，獲取穩(wěn)態(tài)撓度率一螺變應(yīng)力指數(shù)一螺變常數(shù)變化曲線； 步驟6:將步驟4試驗(yàn)獲得的穩(wěn)態(tài)撓度率和步驟5所得的數(shù)值曲線在同一坐標(biāo)系下進(jìn)行重合繪制，得到對(duì)應(yīng)于不同壓頭位置下的兩組蠕變常數(shù)一應(yīng)力指數(shù)曲線，獲得的兩組曲線的交點(diǎn)為材料初步的螺變參數(shù)； 步驟7:根據(jù)步驟6所得到的結(jié)果，更新有限元計(jì)算所設(shè)置的B和η的假定值，重復(fù)上述步驟5和步驟6，直到兩次結(jié)果誤差在誤差范圍內(nèi)收斂，最后一次所得到的結(jié)果為材料的螺變參數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01N3/18GK103954510SQ201410119640
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】溫世峰, 曾小虎, 元辛, 陳霞, 張猛創(chuàng), 劉博 , 仝福娟, 舒亞鋒, 高文靜, 楊未柱, 楊帆, 岳珠峰 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)