专利名称：载荷谱可控的热疲劳模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可以对热疲劳试样施加周期性热载荷的热疲劳模拟装置，尤其是一种能确保热源质量稳定、温度可控，可以获得特定的瞬态温度场的载荷谱可控的热疲劳模拟装置。
背景技术：
目前热疲劳实验大多采用高频感应线圈、石英灯、电阻加热器、高温燃气等加热方式，热源稳定性和可控性差，无法准确模拟热疲劳实验过程中的载荷谱(热载荷大小及作用历程)。其结果是热疲劳实验结果与实际工况存在着较大差距，可信度低。
发明内容本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种可以控制温度，而且能方便地控制加载时间，模拟不同工况下载荷谱的载荷谱可控的热疲劳模拟装置。为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案一种载荷谱可控的热疲劳模拟装置，包括依次设置于基座上位于同一条直线上的水基润滑油槽、铝合金溶液槽和水槽，前述的三个槽上方设有能够固定热疲劳试样且能水平和垂直移动的气动执行元件，所述水基润滑油槽和水槽的侧边和底部均设有外循环冷却系统，所述铝合金溶液槽内设有温度传感器，铝合金溶液槽的侧边和底部设有加热电阻，所述温度传感器、加热电阻和气动执行元件均与设置于基座上的控制系统相连。所述水基润滑油槽、铝合金溶液槽和水槽中分别盛放有水基润滑油、铝合金溶液和水。本实用新型中的气动执行元件、外循环冷却系统和控制系统均为现有技术，在此不再赘述。应用时，利用气动执行元件移动热疲劳试样，依次将其浸入水基润滑油、铝合金溶液和水中一定时间，模拟刷涂脱模剂、浇注高温铝合金溶液和冷却模具这三个过程。利用温度传感器实时测量铝合金溶液的温度，并作为反馈信号构成闭环温度控制系统，确保铝合金溶液温度保持不变，并获得特定的瞬态温度场。利用外循环冷却系统保证水基润滑油和水的温度恒定。此外，还利用控制系统分别控制热疲劳试样的运动速度及其在水基润滑油、 铝合金溶液、水中的停留时间。由于温度和加载时间均可精确控制，该模拟装置所提供的载荷谱与实际工况相近，可以提高热疲劳实验结果的精确度。

图1是本实用新型结构示意图；其中1.气动执行元件，2.水基润滑油，3.热疲劳试样，4.外循环冷却系统， 5.加热电阻，6.铝合金溶液，7.温度传感器，8.水，9.控制系统，10基座，11.水基润滑油槽，12.铝合金溶液槽，13.水槽。
具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1所示，一种载荷谱可控的热疲劳模拟装置，包括依次设置于基座10上位于同一条直线上的水基润滑油槽11、铝合金溶液槽12和水槽13，前述的三个槽上方设有能够固定热疲劳试样且能水平和垂直移动的气动执行元件1，所述水基润滑油槽11和水槽13的侧边和底部均设有外循环冷却系统4，所述铝合金溶液槽12内设有温度传感器7，铝合金溶液槽12的侧边和底部设有加热电阻5，所述温度传感器7、加热电阻5和气动执行元件1均与设置于基座10上的控制系统9相连。本实用新型中的气动执行元件1、外循环冷却系统4和控制系统9均为现有技术， 在此不再赘述。图1中，在水基润滑油槽11、铝合金溶液槽12和水槽13中分别盛放有水基润滑油2、铝合金溶液6和水8。将两个热疲劳试样3固定在气动执行元件1上。根据控制系统 9的指令，气动执行元件1实现水平和垂直往复运动，分别将热疲劳试样3浸入水基润滑油 2、铝合金溶液6和水8中。根据不同的载荷谱，控制系统9可以调整气动执行元件1的运动速度和热疲劳试样3在三种介质中的停留时间。控制系统9根据温度传感器7的测量结果，控制加热电阻5工作，确保铝合金溶液6的温度保持恒定。利用外循环冷却系统4对水基润滑油2和水8进行循环冷却，使二者的温度与室温保持一致。
权利要求1.一种载荷谱可控的热疲劳模拟装置，其特征在于包括依次设置于基座上位于同一条直线上的水基润滑油槽、铝合金溶液槽和水槽，前述的三个槽上方设有能够固定热疲劳试样且能水平和垂直移动的气动执行元件，所述水基润滑油槽和水槽的侧边和底部均设有外循环冷却系统，所述铝合金溶液槽内设有温度传感器，铝合金溶液槽的侧边和底部设有加热电阻，所述温度传感器、加热电阻和气动执行元件均与设置于基座上的控制系统相连。
2.根据权利要求1所述的载荷谱可控的热疲劳模拟装置，其特征在于所述水基润滑油槽、铝合金溶液槽和水槽中分别盛放有水基润滑油、铝合金溶液和水。
专利摘要本实用新型涉及一种载荷谱可控的热疲劳模拟装置，包括依次设置于基座上位于同一条直线上的水基润滑油槽、铝合金溶液槽和水槽，前述的三个槽上方设有能够固定热疲劳试样且能水平和垂直移动的气动执行元件，所述水基润滑油槽和水槽的侧边和底部均设有外循环冷却系统，所述铝合金溶液槽内设有温度传感器，铝合金溶液槽的侧边和底部设有加热电阻，所述温度传感器、加热电阻和气动执行元件均与设置于基座上的控制系统相连。由于温度和加载时间均可精确控制，该模拟装置所提供的载荷谱与实际工况相近，可以提高热疲劳实验结果的精确度。
文档编号G01N25/00GK201974392SQ201120077718
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者张松, 李剑峰 申请人:山东大学