一种低温环境下拉伸装置的制作方法

本发明涉及一种拉伸实验装置，具体涉及一种低温环境下拉伸装置。

背景技术：

我国地域辽阔，部分输电铁塔位于温度较低的区域，而低温会加大钢材脆性，习惯上称为低温冷脆；低温环境对钢材的冲击性能影响也很大，由此造成的输电铁塔钢材脆性断裂事故屡有发生，造成了严重的危害；输电铁塔钢结构低温韧性已逐渐引起人们的重视。

反应材料韧性的强度指标和塑性指标需要通过拉伸实验进行测定。材料在低温环境下的性能测试则需要模拟低温，现有的方法多是将拉伸试样放置在低温环境下保持一定的时间，当拉伸试样的温度达到试验温度后，将试样快速从低温环境中取出放置在实验机构上进行测试，由于降温后的试样在常温中会与空气发生热交换，从而试样温度会有小幅提高，进而影响试验结果的准确性。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本申请人设计了一种低温环境下拉伸装置，该实验装置将实验的核心部分设置与恒温箱中，所述待测材料所处的实验空间能够最大程度的模拟其实际应用的低温环境，能够保证所测得的数据准确。

本发明的发明目的是通过下述技术方案实现的：

本发明提供了一种低温环境下拉伸装置，所述装置包括拉伸组件和控制系统，所述拉伸组件为与低温源连接的立式拉伸机构；所述机构包括保温箱、拉伸杆、支撑架和驱动装置；所述低温源与所述保温箱连接。

优选的，所述保温箱包括保温区和拉伸区；所述拉伸区设置所述拉伸杆；所述低温源与所述拉伸区连接的管线上设有电动控制阀。

优选的，所述保温箱的拉伸区设有计时器和传感器；所述传感器与所述电动控制阀通讯连接。

优选的，所述支撑架包括分别与所述保温区上下表面连接的立柱和与所述立柱的另一端固定连接的台座。

优选的，所述拉伸杆包括同轴心设置的贯穿所述拉伸区下表面的固定杆和贯穿所述拉伸区上表面的活动杆；所述固定杆上端和所述活动杆下端分别设有可沿径向自由伸缩的下夹头和上夹头。

优选的，所述传感器包括温度传感器、力传感器和形变传感器。

优选的，所述固定杆的下端与所述下台座固定连接。

优选的，所述活动杆的上端与固定连接在上台座的驱动装置连接。

优选的，所述拉伸区的上下表面分别设有供所述固定杆和所述活动杆通过的通孔，下通孔与所述固定杆间做密封处理；上通孔的边沿设有环形的折叠棉。

优选的，所述低温源为液氮罐；所述液氮罐顶部设有气压表和阀门；所述液氮罐侧面设有出气口，所述出气口设有开关。

优选的，所述保温箱的板材包括从外向内依次平行设置外层板、保温板、内层板。

优选的，所述保温板包括按质量分数计的下述组分：

100～150份氯化镁溶液、45～55氧化镁粉、45～55填料、4～8发泡剂；

所述填料选自粉煤灰、白云石粉、碳酸钙粉、石膏粉、珍珠岩、赤泥、湖泊污泥、河沙、煤矸石中的一种或多种。

优选的，所述上夹头包括按质量分数计的下述组分：

c：0.3份～2份；n：1份～3份，in：元素0.5份～1份，pd：0.02份～0.1份，zr：0.1份～1份，ir：0.5份～1.5份，rh：0.2份～2份，fe：30份～50份。

优选的，所述下夹头包括按质量分数计的下述组分：

c：0.8份～1.8份；n：2份～2.5份，in：1.5份～2份，pd：0.12份～0.15份，zr：0.4份～0.8份，ir：0.8份～1.5份，rh：0.2份～2份，fe：30份～50份。

与最接近现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的技术方案，通过控制系统的协调控制完成试样在低温环境下的拉伸：低温源向保温箱的拉伸区内输送制冷介质，拉伸区内可以逐渐达到测试要求的低温，有效模拟材料实际应用环境的温度，通过拉伸实验，测出材料在低温环境下的各项参数，保证了各项参数的准确性和有效性，为材料的应用提供了参考；而且该实验装置结构合理，安装简单；而且控制系统兼具保存功能，将试验数据保存在磁盘中，为试验数据的再分析、数据库的管理和网络传输提供了方便。

2、本发明提供的技术方案，通过驱动装置控制活动杆的上下运动，可以实现力、位移和试样变形量的闭环控制，恒力，恒位移和恒应变控制，而且各种控制模式之间可以实现平滑切换。

3、本发明提供的技术方案，在温箱中设置拉伸区和隔热区，减小了低温空间，节省了降温介质；且避免了拉伸区与外界环境直接接触，温度稳定性大大提高。

4、本发明提供的技术方案，传感器包括力传感器、温度传感器和形变传感器；一方面温度传感器和电动控制阀配合控制温度，对温度时时监控，时时矫正，温度稳定性进一步提高；另一方面力传感器和形变传感器可以实时对测试过程中的各种参数进行精确控制，大大缩短了测试时间，降低了成本。

5、本发明提供的技术发案，保温箱的板材的层状结构以及中间保温层的材料设计确保了整个测试过程处于一种可控的低温度条件下进行。

6、本发明提供的技术发案，上夹头和下夹头的材质能够保证对待测样品的固定和拉伸，又可大大延长使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1：本发明提供的实验装置结构示意图

附图标记：1-低温源、2-导管、3-温箱、4-上立柱、5-下立柱、6-上台座、7-下台座、8-固定杆、9-活动杆、10-上夹头、11-下夹头、12-驱动装置、13-板材、14-气压表、15-阀门、16-开关、17-电动控制阀。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明提供了一种低温环境下拉伸装置，所述装置包括拉伸组件和控制系统，所述拉伸组件为与低温源1连接的立式拉伸组件；所述组件包括保温箱3、拉伸杆和支撑架；所述低温源1与所述保温箱3连接。

所述保温箱3包括两侧的保温区和中间的拉伸区；所述拉伸杆设在所述拉伸区；所述低温源1与所述拉伸区连接的管线上设有电动控制阀17。

所述保温箱3的拉伸区设有计时器和传感器；所述传感器与所述电动控制阀17通讯连接。

所述传感器包括温度传感器、力传感器、形变传感器。

所述支撑架包括分别与所述隔热区上表面连接的上立柱4、与所述隔热区下表面连接的下立柱5、与所述上立柱4上端固定连接的上台座6和与所述下立柱5的下端固定连接的下台座7。

所述拉伸杆包括贯穿所述拉伸区下表面的固定杆8、贯穿所述拉伸区上表面的活动杆9；固定杆8上端和所述活动杆9下端分别设有可沿径向自由伸缩的下夹头11和上夹头10。

所述固定杆8和所述活动杆9的轴心在一条直线上。

所述固定杆8的下端与所述下台座7固定连接。

所述活动杆9的上端与固定连接在上台座6的驱动装置12连接。

所述拉伸区的上下表面分别设有供所述固定杆和所述活动杆通过的通孔，下通孔与所述固定杆间做密封处理；上通孔的边沿设有环形的折叠棉。

所述低温源1为液氮罐；所述液氮罐顶部设有气压表14和阀门15；所述液氮罐侧面设有出气口，所述出气口设有开关16。

所述保温箱的板材13包括从外向内依次平行设置外层板、保温板、内层板。

所述保温板包括按质量分数计的下述组分：

100～150份氯化镁溶液、45～55氧化镁粉、45～55填料、4～8发泡剂；

所述填料选自粉煤灰、白云石粉、碳酸钙粉、石膏粉、珍珠岩、赤泥、湖泊污泥、河沙、煤矸石中的一种或多种。

所述上夹头10包括按质量分数计的下述组分：

c：0.3份～2份；n：1份～3份，in：元素0.5份～1份，pd：0.02份～0.1份，zr：0.1份～1份，ir：0.5份～1.5份，rh：0.2份～2份，fe：30份～50份。

所述下夹头11包括按质量分数计的下述组分：

c：0.8份～1.8份；n：2份～2.5份，in：1.5份～2份，pd：0.12份～0.15份，zr：0.4份～0.8份，ir：0.8份～1.5份，rh：0.2份～2份，fe：30份～50份。

最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。