自动控温单轴蠕变仪研制
金属材料单轴拉伸蠕变试验方法_概述及解释说明
金属材料单轴拉伸蠕变试验方法概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在对金属材料单轴拉伸蠕变试验方法进行概述和解释说明。
单轴拉伸蠕变试验作为一种重要的材料力学性能测试方法，在金属材料研究领域具有广泛的应用。
通过该试验可以评估金属材料在长期荷载下的变形行为，为工程设计和材料研发提供关键数据。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行阐述：首先，在第2部分将以概述的方式介绍单轴拉伸蠕变试验方法，包括其定义、重要性以及在金属材料研究中的应用；接着，在第3部分将详细解释说明实施单轴拉伸蠕变试验的步骤和流程，并介绍所使用的设备和工具以及需要注意的关键问题和应对策略；随后，在第4部分将解释说明与单轴拉伸蠕变试验相关的参数和指标，例如蠕变曲线、应力应变曲线、蠕变速率、温度等，并提供相应的评价方法；最后，在第5部分将总结文章内容，并展望单轴拉伸蠕变试验在金属材料研究中的应用前景，并提出未来方法改进和发展的建议。
1.3 目的本文的目的是为读者提供关于金属材料单轴拉伸蠕变试验方法的全面了解。
通过对单轴拉伸蠕变试验方法的概述和解释说明，读者能够了解该方法在金属材料研究领域中的重要性、应用以及相关参数和指标的解读和评价方法。
此外，本文还将展望单轴拉伸蠕变试验方法的未来发展方向，为该领域的科研人员提供参考和建议。
通过阅读本文，读者将能够深入理解并有效应用金属材料单轴拉伸蠕变试验方法。
2. 单轴拉伸蠕变试验方法概述2.1 单轴拉伸蠕变试验的定义单轴拉伸蠕变试验是一种用于评估金属材料在高温和持续应力下的蠕变行为的实验方法。
它通过施加恒定应力，在一定温度下对金属样品进行拉伸，以观察和分析材料在长期受力条件下发生的塑性变形、断裂及疲劳等现象。
2.2 单轴拉伸蠕变试验的重要性单轴拉伸蠕变试验对于了解金属材料的力学性能、稳定性和耐久性具有重要意义。
通过这种实验，可以得到材料在高温环境下承受持续应力时的变形行为以及与时间相关的失效机制。
高温蠕变试验机
高温蠕变试验机简介高温蠕变试验机是一种用于测试材料在高温（通常在600°C或以上）下长时间受力的专用设备。
它通常被用于测试高温下材料的形变、破裂等力学性能，因此在材料学、金属学等领域有着广泛的应用。
高温蠕变试验机通常由加热系统、试验装置和控制系统三部分组成。
其中加热系统主要用于保持试验室内的高温环境，试验装置则用于夹持并加力于测试材料，而控制系统则用于监控试验过程，并自动调整测试条件以达到指定的测试要求。
工作原理高温蠕变试验的主要原理是在高温下施加一定的应力，测量材料随时间的变形，以此来研究材料的形变变化规律和破裂机理。
在试验中，需要先将测试样品（通常是一个小块）夹在试验装置中。
然后在试验室内建立高温环境，并在测试样品上施加一定的应力。
试验持续时间通常在数小时到数天之间，试验过程中需要定时记录样品的形变和应力数据。
最终，通过对试验数据的处理，可以得到材料在高温下的蠕变性能参数。
应用领域高温蠕变试验机广泛应用于金属材料、合金材料、陶瓷材料、高分子材料以及复合材料等领域，其主要应用如下：1. 材料科学领域在材料科学领域，高温蠕变试验机主要用于测试新型材料的蠕变性能，以便确定其在高温下的适用范围和寿命。
2. 机械制造领域在机械制造领域中，高温蠕变试验机用于评估各种构件、部件和机器的高温性能，以提供更加可靠的机器和部件。
3. 航空航天领域在航空航天领域中，高温蠕变试验机用于测试飞行器和火箭的材料热特性，以确保它们在极端环境下的安全运行。
4. 核工业领域在核工业领域，高温蠕变试验机被用于测试核反应堆中使用的各种材料，以便确定它们在核辐射和高温环境下的性能和寿命。
设备维护为确保高温蠕变试验机的正常使用和延长设备寿命，需要进行一些常规的设备维护工作。
首先，需要定期清洁设备表面和内部，以保持设备的洁净和卫生。
其次，需要检查加热系统和控制系统的工作状态，确保它们稳定可靠。
同时，需要检测试验装置的夹持能力和试验装置运行状态，确保其正常使用。
蠕变试验机毕业设计
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊100KN电子蠕变试验机主机设计[摘要] 电子蠕变试验机主要是针对金属材料进行长时试验的设备，配置相应的环境模拟系统，它可对金属材料进行“蠕变”、“松弛”和“持久”试验，是大专院校、材料研究和生产的企事业单位试验室比不可少的试验设备。
长时蠕变试验，主要是针对汽车、航空发动机和汽轮机的涡轮叶片，火箭上的密封元件，热电锅炉的壳体，铆钉，斜拉索桥的钢缆，水电工程的大坝等构件材料的长时力学性能的检测，如：蠕变、持久强度、松弛、低周疲劳等，材料不同，环境温度不同的条件下使用性能对这些产品的设计、使用安全、寿命等影响极大。
该试验控制系统由电子蠕变试验机主机、数字控制器、高低温环境试验装置、计算机群控编检系统等构成，是一种机电一体化的高技术产品。
主机采用由滚珠丝杠、减速机、交流伺服电机构成的机电伺服机构对试样加载，采用高精度、高稳定性的传感器电测系统测量作用到试样上的力和产生的变形。
[关键词] 蠕变松弛滚珠丝杠减速机交流伺服电机┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊100KN electronic creep test machine host Design[Abstract] E-creep testing machine is mainly for long-metal material testing equipment, configure the environment simulation system, it can be of metal material to "creep", "relaxation" and "lasting" test, is the tertiary institutions, materials research and production enterprises than laboratory test equipment essentialLong creep test, mainly for automotive, aviation turbine engines and turbine blades, rocket seals, thermal boiler shell, rivets, cable-stayed bridge cable, hydropower dams and other component materials mechanical properties of long-time detection, such as: creep, rupture strength, relaxation, low cycle fatigue, material performance under different environmental temperatures on the design of these products, safe and a great impact on life expectancy and so on. Design must use the appropriate testing equipment, understanding and testing these materials at different temperatures performance. The pilot control system consists of electronic creep test machine host, digital controllers, high-low temperature testing device,The computer group control code inspection system, etc., is a mechanical and electrical integration of high-tech products. Host use by the ball screw, gear, AC servo motor servo mechanism consisting of mechanical and electrical load on the sample, using high-precision, high stability, the role of sensor measuring system to measure the force on the specimen and the deformation[Key words] creep relaxation ball screw servo motor reducer┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录前言 (1)第1章电子蠕变试验机主机 (3)1.1试验机的试验范围 (3)1.2技术要求 (3)1.2.1工作条件 (3)1.3电子蠕变试验机系统简介 (3)第2章电子蠕变试验机主机的工作原理 (5)2.1长时蠕变简介 (5)2.2标准试样受力时的几何变形 (5)2.3电子蠕变试验机工作原理 (5)第3章设计说明 (6)3.1主机框架结构的特点是： (6)3.2动力系统 (7)3. 3传动系统 (8)3.3.1 涡轮减速机的选择及计算 (8)3.3.2 涡轮蜗杆减速机的特点 (8)3.3.3齿形带 (11)3.3.4滚珠丝杠 (12)3.4夹具 (13)3.4.1拉杆夹具 (14)3.4.2万向节 (15)第4章测量部分的设计 (15)4.1变形的测量 (16)4.1.1测量原理 (16)4.1.2传感器 (17)4.2.传感器的选择 (18)4.2.1压力传感器的选择 (19)4.2.2位移测量传感器的选择 (19)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊前言电子蠕变试验机主要是针对金属材料进行长时试验的设备，配置相应的环境模拟系统，它可对金属材料进行“蠕变”、“松弛”和“持久”试验，是大专院校、材料研究和生产的企事业单位试验室比不可少的试验设备。
一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变仪[发明专利]
![一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变仪[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/689bc7cabcd126fff7050bf9.png)
专利名称：一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变仪专利类型：发明专利
发明人：刘保国,宋宇,刘浩,武磊,于明圆
申请号：CN201910009677.4
申请日：20190105
公开号：CN109540676A
公开日：
20190329
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于岩石力学与工程领域室内试验技术领域，具体涉及一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变仪。
包括伺服电机加载装置、伺服电机加载控制单元、机械加载装置、以及机械稳压装置；其中，本发明所述蠕变仪采用砝码配重稳压的机械稳压方式，克服了现有伺服控制下的岩石单轴压缩流变仪在长时间范围内稳压效果差、伺服精度低、断电影响试验进度的缺点；采用伺服电机加压、机械加压两种方式，伺服电机加压为主，机械加压为辅，克服了普通机械控制单轴蠕变试验机需要手动加载，费时费力的缺点；并且所述机械稳压装置，通过砝码配重进行稳压的方式，即使在试件产生压缩蠕变变形的情况下，也能够实时补压，确保荷载长期稳定。
申请人：北京交通大学
地址：100044 北京市海淀区西直门外上园村3号
国籍：CN
代理机构：北京集智东方知识产权代理有限公司
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一种单轴拉压双功能蠕变仪[发明专利]
![一种单轴拉压双功能蠕变仪[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/da3476811ed9ad51f01df2ef.png)
专利名称：一种单轴拉压双功能蠕变仪专利类型：发明专利
发明人：黄达,杨超,张永兴
申请号：CN201210029875.5
申请日：20120210
公开号：CN102589989A
公开日：
20120718
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种单轴拉压双功能蠕变仪，包括工作台、拉压力加载系统和蠕变数据量测系统；所述工作台包括底座、第一支撑杆组、第二支撑杆组、承压板、承拉板、工作板和加载板；拉压力加载系统包括油腔相互连通的泄油油缸、大直径油缸和小直径油缸，还包括滑轮砝码加载装置；蠕变数据量测系统包括应变传感器、数据采集器和微机；本发明既可做压缩蠕变实验、又可做拉伸蠕变实验，拉压力加载系统通过滑轮组可放大砝码加载载荷，压力经小直径油缸传递到大直径油缸后压力也会被放大，因而其加载力能满足绝大多数岩石的蠕变实验要求；同时加载荷载调节方便、载荷能长时保持恒定，测量精度高，仪器制造成本低；且在实验过程中不耗电能，实验成本较低。
申请人：重庆大学
地址：400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号
国籍：CN
代理机构：北京同恒源知识产权代理有限公司
代理人：赵荣之
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【CN209525190U】一种采用伺服加载机械稳压的软岩单轴蠕变仪【专利】
4 .根据权利要求1所述一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变仪，其特征在于， 所述蠕变仪还包括试验台面、反力架，所述反力架的一端固定设置于所述试验台面上，另一 端和所述丝杆升降机固定连接；
伺服电 机 加载装置 ，用于在蠕变试验初期对试件施 加荷载 ，在所述 伺服电 机 加载装置 的顶部设置第一承压板，所述试件放置于所述第一承压板的上部；
伺服电 机 加载控 制单元 ，和所述 伺服电 机 加载装置连接 ，用于控 制伺服电 机 加载装置 关闭或开启，并且用于在蠕变试验初期控制所述伺服电机加载装置按照一定加载速度对试 件施加荷载至目标设定荷载值；
机械稳压装置，包括稳压轮轴、钢绞线、挂钩、砝码；所述稳压轮轴和所述丝杆升降机连 接，所述钢绞线缠绕在所述稳压轮轴上，砝码通过挂钩和所述钢绞线连接。
2 .根据权利要求1所述一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变仪，其特征在于， 所述机械加载装置还包括机械加载轮轴，所述机械加载轮轴和所述丝杆升降机连接，通过 摇动所述机械加载轮轴能够控制所述丝杆升降机的升降进行补压。
本实 用新型 属于 岩石 力学 与工程领域室内 试验技术领域 ，具体涉及一 种采 用伺服 加载 、机 械稳压的软岩单轴蠕变仪。包括伺服电机加载装 置、伺服电机加载控制单元、机械加载装置、以及 机械稳压装置；其中 ，本实用新型所述蠕变仪采 用砝码配重稳压的机械稳压方式 ，克服了现有伺 服控制下的岩石单轴压缩流变仪在长时间范围 内 稳压效果差 、伺服精度低、断电 影响试验进度 的缺点 ；采 用伺服电 机加压、机械加压两种方式 ， 伺服电 机 加压为主 ，机械 加压为辅 ，克服了普通 机械控制单轴蠕变试验机需要手动加载，费时费 力的 缺点 ；并且所述机械稳压装置 ，通过砝码配 重进行稳压的方式 ，即使在试件产生压缩蠕变变 形的 情况下 ，也能 够实时 补压 ，确保荷载长期稳 定。
一种新型剪切蠕变仪的研制与应用的开题报告
一种新型剪切蠕变仪的研制与应用的开题报告尊敬的导师、评审专家：我申请的研究课题是一种新型剪切蠕变仪的研制与应用。
以下是我的开题报告。
1.研究背景剪切蠕变是一种不可逆变形，即不论受力是否去除，变形都会持续发展。
其在金属材料、高分子材料、岩石等领域得到了广泛应用。
然而，传统的剪切蠕变实验仪器存在一些局限性，例如精度不高、操作复杂、测试速度慢等问题。
因此，研制一种新型的剪切蠕变仪，已成为当前的研究热点和技术难点。
2.研究目的本研究旨在研制一种新型的剪切蠕变仪，能够提高实验精度、简化操作流程、提高测试速度，以及扩大其应用范围。
同时，通过对不同材料的剪切蠕变实验，探索其变形行为与机理，为相应材料的设计与加工提供理论基础。
3.研究内容本研究主要包括以下内容：(1) 剪切蠕变仪的设计与制造。
(2) 对剪切蠕变仪的性能进行测试与仿真分析，以确定其实验精度、工作范围和测试速度等参数。
(3) 实验对比分析：对比新型剪切蠕变仪与传统剪切蠕变仪的性能，分析其优劣与适用范围。
(4) 利用新型剪切蠕变仪，对金属材料、高分子材料和岩石等不同材料的剪切蠕变特性进行实验研究。
(5) 对实验结果进行分析和讨论，揭示材料的剪切蠕变机理以及影响剪切蠕变特性的因素。
4. 研究意义本研究通过研制新型的剪切蠕变仪，能够提高实验精度、简化操作流程、提高测试速度，扩大其应用范围，对相关领域研究和技术推广具有重要意义。
同时，通过对不同材料的剪切蠕变实验研究，深入了解其变形行为与机理，为相关材料的设计与加工提供理论基础，促进相关领域的发展。
5. 研究方法本研究采用实验和仿真相结合的方法，首先进行剪切蠕变仪的设计与制造，接着对其性能进行实验测试和仿真分析。
然后，借助新型剪切蠕变仪，对不同材料的剪切蠕变特性进行实验研究，最后对实验结果进行数据分析和讨论。
6. 研究预期成果通过本研究的实施，预计可实现以下成果：(1) 研制一种高精度、简便易用、测试速度快的新型剪切蠕变仪。
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６ ．试样支架 （ 底座） ． ；７ 温度传感器 ；８ ．荷载传感器 ； ９ ．位移传感器 ；１ ．加力杆 ；１ ．标准砝码 ； ０ １ ｌ ．数据采集及控温 系统 ；１ ．电脑控制 系统 ２ ３
很有实用价值 ， 设备制冷控温部分和数据采集部分还可单独分开使用。
关 键词 自动控 温 高温 高含 冰量 冻土 单轴 蠕 变
前言 刖昌
青藏铁路穿越连续多年冻土 区 ５０ｉ， ５ｋ 不连续 ｎ 多年冻土区 ８ｋ 。其 中有 ２５ｍ处于高温冻 土区 ２ｉ ｎ ７ｋ 内（ 年平均地温高于 ．℃）有 ２ １ ｍ将通过高含 １ ０ ， ２ ｋ 冰量冻土区（ 体积含冰量大于 ２％）这对青藏铁路 ０ ， 路基稳定性和其它高温冻土区建筑都将构成极大威 胁。如何保证既是高温又是高含冰量冻土地区铁路 路基和建筑物地基稳定性 已成为面临最大挑战。 因此， 开展高温 、 高含冰量冻土变形机理室内试
＊ 基金项 目： 中国科学 院寒 区旱区环境与工程研究所创新课题 （ ０ １ ） ２ ４０ 资助 Ｏ ４ ＊＊ 作者简介 ： 晓（９７ ， ， 常小 １ 一）男 高级工程师 ， ５ 主要从事岩土 、 冻土力学 实验研究工作 。电话 ０ ３－ ６ ４ １Ｅｍ ｉ ｅ ７２ ｍ １ ． ． ｌ ９ １ ９７ ３ ， ａ ： ， ４ ｌ ￣ １ ＠ｒ ． ｂ ａ ｃ ｚ ｃｒ
由于实验条件 限制 ， 人们对高温高含冰量冻土认识非常有限。对于青藏铁路 沉降变形的
预测却在一定程度上依赖于这部分力学参数确定。因此， 制适合 高温冻土蠕 变实验研 研
究设备非常必要。该仪器利用现有冰箱制冷技术， 外加一套控 温技术和数据采集 系统的
技 术 。此设备 设计 新颖 、 温精 度 高、 力 系统 稳 定、 约 能 源、 控 加 节 环保 、 动 方 便 等 特 点 。 移
４３
维普资讯
曩代 仪■ （ ｗ ｍ ｄ ｒｉ ｔ ．ｒ ．ｎ ｗ ｗ． ｏ ｅｎ ｓｒ ｏｇ ｃ ） ｎ ｓ
ｄ ｓ 界面中运行 ， ｏ９ ｗ ８ 其主要功能是提供友 好人
如果点击“ 传感器标定” 行传感器标定 ， 进 如果 点击“ 试验开始” 则进行试验。另外 ， 还设有适 时动
１３ 数 据 采集及 处理 系统 ．
高（ ．￣ ．Ｏ １ Ｃ以上）难 以控制 ， ， 而且利用进 口 Ｍ Ｓ８０ Ｔ．１ 材料试验机进行单轴蠕变试验需要恒温箱和冷浴进
行制冷 ， 不仅价格贵 ， 而且温度场控制还不均匀 ， 占 用设备周期长、 浪费能源等缺点 。所以特研制此台
设备。
专为其设计数据采集及处理系统 ， １ 位采集 有 ６ 通道 （ 其中包括压力、 位移 、 温度等 ）此数据采集 系 ， 统也可用于其它设备数据 采集。软件在 中文 Ｗ ｎ ｊ
维普资讯
研 ■与开发
自动控温单轴蠕 变仪研制
常 小晓 一 沈 颖 张建 明
摘
（ 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室 兰州 ７ ００ ） ３０ ０ 要 青藏铁路将要 穿越的多年冻土大多属于高温冻土 ， 中近一半为高含冰量冻土。 其
态变形曲线图， 上半部为滚动式数据采集显示 区， 下 半部为适时动态变形检测曲线 图（ 见图 ２ 。 ）
图 ３ 试验装 置温 度场布设 示意图
注： 主机框 架为 ４ 立柱 ，、； ；、 ；、 为轴 对称测 温探 头布设 。 １２ ３４ ５６７ ８
９ｌ 、 Ｏ为试验控温探头
水量 ：０ 、 ８ ％ 干密 度 ：． ｃ ３见 图 ４ 。通 过 一组 试 １４ ｍ （ ）
采用 电冰柜 自身压缩机进行制冷 ， 中间放置一 块塑料泡沫保温板 ， 将冰柜内部分成两部分 ， 左边放 置主机 ， 在主机 四周再加一层保温材料 ， 使其温度场 保持稳定 ， 不受原冰柜四周温度的影响， 右侧为温度 控制系统 ， 利用加热管和轴流风扇进行空气对流， 在 温度控制器控制下 ， 得到试验所需要温度 Ｊ 。 １２ 加载系统是采用标准砝码直接加载 ．
验证明该设备完全达到创新课题 要求 ， 也符合 Ｇ ／ Ｂ Ｔ０２《 ５ｌ３土工试验方 法标 准》 ］ Ｇ ５２４２０ 《 【 和 Ｂ０３— １ 冻 ０
图 ２ 试验数据采集界面 图
土工程地质勘察规 范》 ］ ＪＪ１— （ 【 及 Ｇ １８ ８ 冻土地 区建 ９
１ ４ 计 算机 ．
筑地基基础设计规范》 ］ 【 的要求。而且载荷稳定， ５ 控
温 精度 高 。
３。
２５
计算机主要提供对试验数据采集和处理 工作。 为保证软件对试验数据采集实时性 ， 要求微 机有较
预报具有非常重要意义。因此 ， 开展高温 、 高含冰量 冻土变形机理的室内系统研究不仅对青藏铁路工程
具有 重要现 实意 义 ， 且对 于促 进 冻 土 流 变学 理 论 而
１ １ 制冷 系统 ．
发展 ， 探索高含冰量冻土在高温剧烈相变区变形特 征具有非常重要科学价值。 蠕变是材料在大小和方 向不变恒应力（ 荷载） 作 用下 ， 变形随时问发展过程称之为蠕变。在工程实 践中， 往往不是材料强度不够 ， 而是由于蠕变使材料 产生过量变形 ， 而使建筑物破坏。试验要求温度 进
１ 组成和功 能 组成利功
该设备是由制冷系统 、 主机加载 系统和数据采 集系统及计算机系统组成 （ 见图 １ 。 ）
验研究对于正在建设中青藏铁路 ， 以及其它高温冻 土区的建筑都具有非常重要现实意义…。
研究高温、 高含冰量冻土的变形特性对于查 明
多年冻 土地 区地 基变 形机理 以及 开展 冻土路 基变 形