一种高温拉-拉疲劳测试系统和方法与流程

1.本发明涉及材料力学性能测试技术领域，特别涉及一种sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试系统和方法，专门针对硅基复合材料长时、高温条件下的拉-拉疲劳试验，其它材料的高温拉-拉疲劳测试可参考。


背景技术：

2.陶瓷基复合材料是指在陶瓷基体中引入增强材料形成的一种复合材料。陶瓷基复合材料能够兼具陶瓷材料的高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀性等优点，同时增强体能够提高材料抗裂纹扩展的能力，并且克服了陶瓷材料的弱点—脆性。常用的陶瓷基体有三类：(1)玻璃陶瓷基体，典型代表钙铝硅酸盐玻璃；(2)氧化物基体，典型代表al2o3；(3)非氧化物基体，典型代表sic。国内外普遍认为，能够在航空发动机最热端部件获得最终应用的陶瓷基复合材料是连续纤维增强sic基体的复合材料，尤其是sic
f/
sic。
3.拉-拉疲劳性能是几乎所有材料应用评价必须重点考察的一种力学性能，对sic基复合材料更是如此，sic基体比较脆，在拉-拉疲劳循环加载下发生基体首先开裂，随着基体中裂纹的逐渐扩展，将诱发纤维基体界面脱粘，纤维拔出等微观损伤，最终导致材料的疲劳断裂。sic基复合材料的真实服役环境为高温，为了评估材料的长时服役性能，必须开展sic基复合材料高温环境下的拉-拉疲劳试验，sic基复合材料高温下的拉-拉疲劳性能是估材料性能优劣的主要指标，也是设计和寿命预测的重要依据。
4.然而，在现有的技术条件下，sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试在实施时存在以下三个方面的技术难点：
5.(1)夹持装置。现有的夹持装置分为液压夹持、y型端部试样吊挂、销钉连接这三种。其中，液压夹持需要对试样粘贴加强片，直接用试验机的夹块夹持试样容易把试样夹坏，而且在疲劳试验中，夹持根部的应力集中和交变载荷互相叠加，使试样经常断裂于夹持处或夹持根部。y型端部试样吊挂的夹持装置利用试样侧面与夹具槽侧面斜度相同的原理，实现拉伸自锁，但具有难以确保试样精确对中、传力不稳等问题。销钉连接方式需要在试样上打孔、穿销钉，以便与试验机连接，sic基复合材料比较脆，采用螺栓连接方式经常会发生打孔处破坏。通过缩小孔径，采用多个孔与销钉连接的方式又导致试样加工困难，成本过高。
6.(2)测温技术。高温炉存在一定的温度梯度和温度偏差，对配合冷夹持方式使用的小体积高温炉上述问题更加严重，常规的方法是将三个贵金属热电偶采用石棉绳绑在试样标距范围内(标距两端各设置1个，标距中间设置1个)，并使贵金属热电偶的测温端子与试样表面紧密接触，通过精准测控这两个热电偶的温度，确保试样标距段达到所需的试验温度。由于sic基复合材料在长时间高温环境下会与贵金属热电偶中的bt发生化学反映，因此疲劳试验中不能使贵金属热电偶与sic基复合材料试样直接接触，但是如果不直接接触又无法保证试样温度的准确控制。
7.(3)高温炉的隔热。sic基复合材料的服役工况恶略，温度更高，需要考核的寿命更
长，长时和高温的双重考验，使得高温炉的隔热问题凸显出来。大量实践表明，疲劳试验过程中，高温炉中不断升腾的热气流透过高温炉与试样之间的缝隙流出，持续对试验机上方部件和系统加热，在长时间的高温疲劳试验中，试验机上方的夹块、夹头和传感器持续升温导致过热，可能对试验机的传感器精度造成影响，严重的会导致试验机系统及其部件的损坏，因此必须对高温疲劳试验中使用的高温炉进行隔热。此外，有效的隔热手段，可以提升高温炉的加热效率和温度均匀度，降低温度波动度。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本发明针对sic基复合材料高温拉-拉疲劳性能的测试中存在的上述三个技术难题，设计一种高温拉-拉疲劳测试系统和方法，分别从夹持装置、温度测控、高温炉隔热这三个方面入手，通过设计一种可适应任意厚度试样且能精确对中的高温疲劳试验夹持装置，设计一种疲劳试验中无需开炉即可将热电偶焊头与试样脱离的测温装置，实现升温、保温阶段接触测温，疲劳试验阶段间接测温的试验温度测控方法，并提出有效的高温炉隔热方案。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
10.一种高温拉-拉疲劳测试系统，包括：夹持装置；
11.所述夹持装置包括：成对配合且结构相同的第一组合件和第二组合件；所述第一组合件包括：第一斜块；
12.所述第一斜块的夹面侧开设有用于安装试样的第一凹槽，所述第一凹槽具有端侧壁和两个相对的斜侧壁，所述端侧壁的两端分别连接于所述两个所述斜侧壁的第一端，两个所述斜侧壁的第二端之间形成与所述端侧壁相对的端槽口；
13.所述端槽口的宽度小于所述端侧壁的宽度。
14.优选地，所述第一凹槽为等腰的梯形槽，两个所述斜侧壁分别为两个腰，所述端侧壁和所述端槽口分别为两个底。
15.优选地，所述第一凹槽的深度小于所述试样的厚度一半；
16.所述第二组合件包括：第二斜块；
17.所述试样安装于所述第一斜块和所述第二斜块的第一凹槽内时，所述第一斜块和所述第二斜块之间形成间隙。
18.优选地，所述第一凹槽的深度小于所述试样的一半厚度0.05mm～0.25mm。
19.优选地，所述第一组合件还包括：第一夹块；
20.所述第一夹块的夹面侧开设有与所述第一斜块外形匹配的第二凹槽。
21.优选地，所述第一斜块的外形为t形，所述第二凹槽为t型槽。
22.优选地，所述第一夹块开设有通水孔；
23.和/或，所述第一夹块的两侧分别设置有第一夹块固定杆和第二夹块固定杆。
24.优选地，还包括：高温炉、热电偶、支架、支架底座和滑轨；
25.所述高温炉的外壁开设有供所述热电偶穿过的通孔，所述热电偶安装于所述支架，所述支架通过所述支架底座可滑动安装于所述滑轨，所述滑轨平行于所述通孔的轴向。
26.优选地，还包括：高温炉和隔热毡；
27.所述隔热毡设置于所述高温炉的上方供所述试样穿过的中间开口处。
28.优选地，所述隔热毡的材料为气凝胶复合材料。
29.优选地，所述高温炉包括：高温炉左半部分和高温炉右半部分；
30.所述隔热毡包括：设置于所述高温炉左半部分顶部的第一隔热毡，和设置于所述高温炉右半部分顶部的第二隔热毡；
31.所述第一隔热毡和所述第二隔热毡相对的一侧中心处分别开设有矩形口，合起来形成供所述试样穿过的矩形通路。
32.一种高温拉-拉疲劳测试方法，采用如上述的高温拉-拉疲劳测试系统。
33.从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果是：
34.1、本发明的一种sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试系统和方法，设计了一种由开t形槽的夹块和开梯形槽的t形斜块组合的夹持装置，夹持时将y形端试样部吊挂到t形斜块的梯形槽中，一对t形斜块中的梯形槽深度之和小于试样厚度，当与试样装配后，两个t形斜块之间存在一个小间隙，当两个夹块夹紧后，小间隙的存在可确保夹块对试样提供一个横向夹持力，拉伸加载时可通过诱发摩擦力，向试样传递载荷，而试样的y型端部与t形斜块压紧后又可形成结构自锁，通过接触压力传递载荷，该夹持装置实现了液压夹持和y型端部试样吊挂夹持方式的混合，试验机的载荷通过试样与夹具接触的前、后、左、右四个面同时传力，其中前、后表面的传力基于液压夹持原理，左、右两个侧面的传力基于y型端部试样吊挂夹持的原理，可降低单独采用上述任何一种夹持方式的情形中夹具与试样接触面处的应力集中，防止试样发生非正常的夹持破坏，并确保载荷有效传递。
35.2、本发明的一种sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试系统和方法，设计了一种开t形槽的夹块和开梯形槽的t形斜块组合的夹持装置，通过加工几组开槽深度不同的t形斜块，可适应试样厚度的任意变化，当一组试样厚度变化不大时，可通过选用具有合适深度梯形槽的t形斜块，确保每根试样的精确对中。而当不同组试样厚度变化较大时，只需更换满足开槽深度要求的一套t形斜块，因此该夹持装置具有良好的通用性和显著的经济性。
36.3、本发明的一种sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试系统和方法，通过设计一种可移动的热电偶测试系统实现升温、保温阶段接触测温，疲劳试验阶段间接测温的试验温度测控方法，主要包括三根铠装热电偶、一个可滑动热电偶支架，并需配合使用一个开圆孔通道可保证热电偶顺畅穿过的高温炉。在疲劳试验的加热和保温阶段，使热电偶测温焊头与试样表面紧密接触，开启疲劳加载时，在无需打开高温炉手动摘除热电偶的情况下，可通过移动支架使热电偶测温焊头与试样分离，可达到与热电偶全程绑在试样表面同样的温度测量精度和温度控制准度，同时有效避免热电偶焊头与试样在高温环境下长期接触会发生化学反应的问题。
37.4、本发明的一种sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试系统和方法，首次提出使用气凝胶制作高温疲劳用高温炉隔热砧的技术方案，可有效阻挡高温炉升腾的热气流，在长时间的疲劳加载中，试验机上方系统部件的温度升高不明显，消除了高周、长时疲劳试验中试验机系统部件温升过高的风险。气凝胶复合材料隔热砧的使用也大大提高了高温炉的密封性，可令高温炉中的温度场更稳定、均匀。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本发明实施例提供的第一组合件的爆炸结构示意图；
40.图2为本发明实施例提供的夹持装置两部分与试样装配的三维结构示意图；
41.图3为本发明实施例提供的夹持装置与试样装配的平视结构示意图；
42.图4为本发明实施例提供的试样与一对斜块装配后的俯视结构示意图；
43.图5为本发明实施例提供的加热炉上方布置隔热毡的结构示意图；
44.图6为本发明实施例提供的隔热毡的形状细节图；
45.图7为本发明实施例提供的高温拉-拉疲劳测试系统各部分的装配结构示意图；
46.图8为本发明实施例提供的高温拉-拉疲劳测试系统与试验机的组装结构示意图。
47.其中，1—第一夹块；2—第一斜块；3—试样；4—第三夹块；5—第三斜块；6—第二夹块；7—第二斜块；8—第四夹块；9—第四斜块；11—t形槽，111—第一斜面；12—通水孔；13—第一夹块固定杆，14—第二夹块固定杆；21—梯形槽，211—端侧壁，212—斜侧壁，213—端槽口，22—第一部，23—第二部，231—第二斜面；27—间隙；31—高温炉左半部分；32—高温炉右半部分；33—支架；34—支架底座；35—滑轨；36—连接臂；37—连接梁；41—试验机左立柱，42—试验机右立柱；43—系统支撑架；44—试验机上夹头，45—试验机下夹头；101—第一铠装热电偶，102—第二铠装热电偶，103—第三铠装热电偶；104—第一圆孔通路，105—第二圆孔通路，106—第三圆孔通路；310—第一隔热毡，320—第二隔热毡；330—矩形通路。
具体实施方式
48.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实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。
49.本发明实施例提供的高温拉-拉疲劳测试系统，包括：夹持装置，其结构可以参照图1-图3所示；
50.其中，该夹持装置包括：成对配合(分别夹持试样3上端的两侧)且结构相同的第一组合件和第二组合件，以及成对配合(分别夹持试样3下端的两侧)且结构相同的第三组合件和第四组合件；第一组合件包括：第一斜块2；
51.该第一斜块2的夹面侧开设有用于安装试样3的第一凹槽，该第一凹槽具有端侧壁211和两个相对的斜侧壁212，端侧壁211的两端分别连接于两个斜侧壁212的第一端，两个斜侧壁212的第二端之间形成与端侧壁211相对的端槽口213；
52.端槽口213的宽度小于端侧壁211的宽度，即两个斜侧壁212均为朝端槽口213的部分向内倾斜，朝端侧壁211的部分向外倾斜。
53.从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的高温拉-拉疲劳测试系统，采用第一斜块2中第一凹槽斜侧壁212与试样3两个斜的侧面匹配，如图1和图2所示，在拉伸载荷作用下这种从上到下越来越窄的试样3和第一凹槽的形状，可通过二者之间的斜面接触实
现拉伸自锁。
54.具体的，第一凹槽为等腰的梯形槽21，两个斜侧壁212分别为两个腰，端侧壁211和端槽口213分别为两个底，其结构可以参照图1-图3所示。端侧壁211和端槽口213垂直于试样3及其拉伸方向。
55.为了进一步优化上述的技术方案，第一凹槽的深度小于试样3的厚度一半；
56.前述的第二组合件包括：第二斜块7，用于同第一斜块2成对配合，分别夹持试样3的两侧；
57.如图4所示，试样3安装于第一斜块2和第二斜块7的第一凹槽内时，第一斜块2和第二斜块7之间形成间隙27。即为，利用第一斜块2和第二斜块7装夹试样3后这对斜块不会贴合，而是存在一个小的间隙27；而这个小间隙27的存在，可保证本夹持装置可以适应试样3的厚度变化，确保每一根试样3的中轴与试验件中轴加载线的精确对中。
58.作为优选，第一凹槽的深度小于试样3的一半厚度0.05mm～0.25mm。即当一对斜块自开槽面一侧相对合拢后，二者共同构成的梯形槽的深度比试样的厚度小0.1mm～0.5mm，这样可以确保试样具有足够的侧面夹持，同时确保试样夹紧后自然对中。相应的，本发明也可加工一系列开槽深度不同的t形斜块，这是为了适应厚度具有明显区别的试样。
59.在本实施例中，第一组合件还包括：第一夹块1，其结构可以参照图1和图2所示；
60.该第一夹块1的夹面侧开设有与第一斜块2外形完全相同的第二凹槽。即夹持装置为分体式结构，试样3通过t形斜块再传递到开t形槽的夹块的热量有限，因此开t形槽的夹块可采用满足刚度和硬度要求普通的钢材制备，无需考虑耐高温问题。
61.具体的，第一斜块2的外形为t形，第二凹槽为t型槽11。如图1所示，第一斜块2包括：第一部22和第二部23；第一部22沿第一方向延伸，第二部23沿垂直于第一方向的第二方向延伸；第二部23的第一端连接于第一部22。进一步的，第二部23沿第一方向的两侧均为第二斜面231，且第二斜面231朝向第二部23的第二端；t形槽11的侧壁具有与第二斜面231配合的第一斜面111。
62.作为优选，第一夹块1开设有通水孔12，其结构可以参照图1所示，用于疲劳试验中与循环水相连，实现夹块的降温；
63.和/或，第一夹块1的两侧分别设置有第一夹块固定杆13和第二夹块固定杆14，用途是与试验机夹头连接，该夹块安装到试验夹头时，采用弹簧将其与试验机夹头相连，以便实现固定。
64.本发明实施例提供的高温拉-拉疲劳测试系统，还包括：高温炉、热电偶、支架33、支架底座34和滑轨35，其结构可以参照图7所示；
65.其中，高温炉的外壁开设有供热电偶穿过的通孔，热电偶安装于支架33，支架33通过支架底座34可滑动安装于滑轨35，滑轨35平行于通孔的轴向。在疲劳试验的加热和保温阶段，使热电偶测温触头与试样表面紧密接触，开启疲劳加载时，在无需打开高温炉手动摘除热电偶的情况下，可通过移动支架使热电偶测温触头与试样分离，目的是为了防止热电偶触头与sic基复合材料试样在高温环境下长期接触会发生化学反应的问题，同时希望能达到与热电偶全程绑在试样表面同样的温度测量精度和温度控制准度。
66.本发明实施例提供的高温拉-拉疲劳测试系统，还包括：高温炉和隔热毡，其结构可以参照图5和图7所示；
67.其中，隔热毡设置于高温炉的上方供试样3穿过的中间开口处，实现了高温炉的密封，能阻挡高温炉升腾的热气流。
68.优选地，隔热毡的材料为气凝胶复合材料(二氧化硅为基体，莫来石纤维为增强相)，能够满足高温试验需求。
69.进一步的，高温炉包括：高温炉左半部分31和高温炉右半部分32，其结构可以参照图5和图7所示；
70.该隔热毡包括：设置于高温炉左半部分31顶部的第一隔热毡310，和设置于高温炉右半部分32顶部的第二隔热毡320；
71.第一隔热毡310和第二隔热毡320相对的一侧中心处分别开设有矩形口，合起来形成矩形通路330，以与试样3配合，其结构可以参照图6所示。
72.本发明实施例还提供一种高温拉-拉疲劳测试方法，采用如上述的高温拉-拉疲劳测试系统。
73.下面结合具体方案对本发明作进一步说明：
74.能够更加清楚地理解本发明，但并不因此限制本发明的保护范围。
75.本发明的一种sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试系统从从夹持装置、温度测控、高温炉隔热这三个方面进行技术创新，有效解决了sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试的技术难题，下面分别就上述三方面的技术方案进行论述。
76.1、夹持装置—采用开梯形槽t形斜块和开t型槽楔形夹块的组合。
77.一种sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试系统和方法，其特征在于包括一种可适应试样厚度任意变化，并确保试样精确对中的夹持装置，该夹持装置由四个开t形槽的楔形夹块和四个t形斜块组成，每个楔形夹块和t形斜块组合使用。以其中一个组合件为例，如图1所示，第一组合件由开t形槽的第一夹块1和t形的第一斜块2这两部分组成，开t形槽的第一夹块1在其夹面一侧下方的中部开一个t形槽11，该t型槽11的形状和尺寸与t形的第一斜块2的构型完全相同，试验使用时，只需将第一斜块2放置到开t形槽的第一夹块1中即可。另外，开t形槽的第一夹块1侧面打一个通水孔12，用于疲劳试验中与循环水相连，实现夹块的降温，另外夹块的两侧设计两个外伸出来的夹块固定杆13和14，用途是与试验机夹头连接，该夹块安装到试验夹头时，采用弹簧将其与试验机夹头相连，以便实现固定。t型的第一斜块2下方中部区域开一个梯形槽21，该梯形槽的形状与y型端部疲劳试样3两端的形状相同。以夹持装置左侧的一对楔形夹块和t形斜块的组合件为例，将试样向夹持装置中安装时，将y型端部试样3的上、下两端吊挂夹持到上方的第一斜块2、下方的第三斜块5中。y型端部试样和上、下t形斜块2、5，以及t形斜块与开t形槽的夹块1、4完成装配后的三维视图和平视图分别如图2和图3所示。
78.另外，为了适应不同的试样厚度，同时确保试样中轴与试验机中轴加载线的精确对中，t形斜块中梯形槽的深度要略小于试样厚度的一半，当一对t形斜块自开槽面一侧相对合拢后，二者共同构成的梯形槽的深度比试样的厚度小0.1mm～0.5mm，因此将试样装夹到这一对t形斜块之间后，一对t形斜块不会贴合，而是之间存在一个小间缝(0.1mm～0.5mm)。以试验机上夹头中一对楔形夹块中配合使用的一对t形斜块2、7为例，如图4所示，当y型端部试样3的上端卡夹在一对t形斜块2、7的梯形槽处时，t形斜块2、7上两个梯形槽的深度之和略小于y型端部试样3的厚度，当将试样装夹到这一对t形斜块2、7之间后，这一对t
形斜块2、7不会贴合，而是存在一个小间隙27。小间隙的存在可实现每个试样的精确对中，也能产生横向压紧力，增加基于摩擦原理的试样前、后表面的传力渠道，降低试样两侧面的接触压力，防止试样在此处提前被压坏，也可以提升夹持装置传力的稳定性。可通过加工一系列具有不同开槽深度t形斜块，试验时，对于任意厚度的试样，可通过替换t形斜块，用于满足两个t形斜块构成的梯形槽深度比试样厚度小0.1mm～0.5mm的要求。由于t形斜块与试样直接接触，t形斜块可能存在过热的问题，为了保证t形楔块在高温下仍能对试样进行有效约束，不发生变形及损坏，建议采用耐600℃以上高温的高温合金制备。t形斜块与开t形槽的夹块是分体的，试样通过t形斜块再传递到开t形槽的夹块的热量有限，因此开t形槽的夹块可采用满足刚度和硬度要求普通的钢材制备，无需考虑耐高温问题。
79.本发明采用t形斜块的好处是：只需要加工若干套具有不同开槽深度的t形斜块，对于任意厚度的试样，可通过选用合适开槽深度的t形斜块，以满足两个t形斜块构成的梯形槽深度比试样厚度小0.1mm～0.5mm的要求，因此设计的夹持装置可适用于厚度范围具有较大变化的试样的拉-拉疲劳测试。另外，t形斜块与楔形夹块分体，试样直接与t形斜块接触传热，因此只需采用高温合金制备t形斜块，楔形夹块采用普通钢材制作，夹持装置的制造难度和加工成本低。
80.2、温度测量—升、保温阶段接触测温，疲劳试验过程间接测温的方案。
81.高温炉都存在一定的温度梯度、温度偏差，对配合冷夹持方式使用的小体积高温炉上述问题更加严重，常规的方法是将贵金属热电偶采用石棉绳绑在试样标距范围内(标距两端各设置1个，标距中间设置1个)，并使贵金属热电偶的测温端子与试样表面紧密接触，通过精准测控这两个热电偶的温度，确保试样标距段达到所需的试验温度。由于sic基复合材料在长时间高温环境下会与贵金属热电偶中的bt发生化学反映，因此疲劳试验中不能使贵金属热电偶与sic基复合材料试样直接接触，但是如果不直接接触又无法保证试样温度的准确控制。为了解决上述技术难度，提出一种升、保温阶段接触测温，疲劳试验过程间接测温的疲劳试验温度测控方案，为此设计了一种可移动的热电偶测试系统。将用于标距段测温的三根铠装热电偶101、102、103安装在一个支架33上，支架33下方的支架底座34设计为t形，以便在其下方开t形槽的滑轨35上滑动，滑轨35通过一个连接臂36连接到连接梁37上，连接梁37则用于连接系统各部分，并与试验机相连，试验过程中可通过移动支架底座34在滑轨35上的位置，调整热电偶相对试样表面的距离。作为配合，高温炉需在一侧开三个圆孔通路104、105、106，圆孔直径应略大于铠装热电偶直径，以便上述三根铠装热电偶可顺畅地穿过对应的圆孔伸到高温炉中。疲劳试验中，在加热和保温阶段可通过调节支架的位置，使三个热电偶测温焊头与试样表面直接接触，确保测温、控温的准确度，而在开启疲劳试验时，无需打开高温炉，通过抽拉滑轨上方的热电偶支架，使热电偶测温焊头与试样表面相隔3mm～6mm。
82.3、加热系统隔热——采用气凝胶复合材料(二氧化硅为基体，莫来石纤维为增强相)隔热毡。
83.大量实践表明，疲劳试验过程中，高温炉中不断升腾的热气流透过高温炉与试样之间的缝隙流出，持续对试验机上方部件和系统加热，在长时间的高温疲劳试验中，试验机上方的夹块、夹头和传感器持续升温导致过热，可能对试验机的传感器精度造成影响，严重的会导致试验机系统及其部件的损坏，因此必须对高温疲劳试验中使用的高温炉进行隔
热。此外，有效的隔热手段，可以提高加热系统的加热效率，提高了高温炉的温度均匀度，降低高温炉的温度波动度。
84.采用气凝胶复合材料制作两块隔热毡310、320，置于高温炉上方试样穿过的中间开口处，两块隔热毡310、320分别在一侧中心处剪一个矩形口，两块隔热毡合起来形成一个矩形通路330，需保证这个矩形通路330比试样在与隔热毡接触处的试样截面略小。高温炉开启加热前，将试样塞进两块二氧化硅气凝胶复合材料隔热毡的矩形开口处，然后将二氧化硅气凝胶复合材料隔热毡放置与高温炉的顶部，调整隔热毡与试样和炉子之间的接触，保证密封良好，使隔热毡不会对试样产生额外的力，同时有效阻断热气流的上升渠道。
85.包括所有组成部分的一种sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试系统的示意图如图7所示，整个系统通过连接梁37连接到一个带导轨的支撑架43上，支撑架与试验机的两个立柱41、42相连，连接方式和与试验机的组装如图8所示。
86.作为一个优选方式，整个系统的所有部件通过连接梁连接到一个带导轨的支撑架上，支撑架则于试验机的两个立柱相连，连接结构具有位置可调性，保证可适应不同尺寸试样的力学测试。
87.作为一个优选方式，设计的夹持装置中的t形斜块建议采用耐600℃以上高温的高温合金制备，而开t形槽的楔形夹块建议采用满足刚度、硬度要求的钢材制造。
88.所述的一种sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试系统和方法由于是基于冷夹持方式，因此只能与比试样长度短的小体积高温炉配合使用。
89.所述的一种sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试系统和方法，可适用于1600℃以下高温环境下sic基复合材料的拉-拉疲劳测试。
90.所述的一种sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试系统和方法适用于sic基复合材料y型端部试样的拉-拉疲劳试验。
91.所述的一种sic基复合材料高温拉-拉疲劳测试系统和方法，专门针对以sic作为基体的纤维增强陶瓷基复合材料的高温疲劳测试，其它与贵金属热电偶长期接触会发生化学反应的材料的高温疲劳测试也可参考使用。
92.为了更好的理解本发明，下面结合具体的实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例：
93.实施例：以对正交铺层的sicf/sic复合材料为例，开展材料在1200℃下的高温拉-拉疲劳测试，加载频率为30hz，最大应力水平为140mpa，应力比为0.01。疲劳试验机为mts液压伺服疲劳试验机，加热装置采用外形高度110mm，均热带30mm长，采用硅碳棒加热的高温炉。方法实施的具体步骤如下：
94.(1)测量y形端部疲劳试样标距段的宽度和厚度，分别为5.93mm和2.93mm，计算试样标距段的截面积，根据设定的应力水平140mpa，计算疲劳加载的最大载荷p
max
为2085n，在试验机上设置载荷、加载频率，应力比、数据采集频率、采样频率等疲劳试验参数。
95.(2)将开t形槽的四个楔形水冷夹块安装于试验机的上、下夹头44、45中，根据试样厚度选用规格合适的一套(含四个)开槽t形斜块，将4个开槽t形斜块分别安装到四个楔形夹块中，将试样上、下端安装到试验系统左侧上、下的两个t形斜块中，控制试验机夹头对试样夹紧，使右侧上、下两个t形斜块中的梯形槽底部与试样贴合，设置夹持力约为1mpa，同时施加一个约50n的预载荷，使得试样被吊挂、夹持于楔形夹块中的t形斜块中。
96.(3)调节高温炉的位置，使得高温炉相对试样的长度方向居中，调节热电偶支架在滑轨上的位置，使三根铠装热电偶的焊头接触试样的侧面，将高温炉的两部分合起来，并在高温炉的上方开口处放置气凝胶复合材料隔热毡，确保气凝胶复合材料隔热毡、试样、高温炉之间的密封，在高温炉控制器上设置加热温度，然而将水管与楔形夹块上的通水孔相连，打开循环水，令流动水通过水冷夹块，同时开启加热炉的加热功能。
97.(4)通过监控三根铠装热电偶的温度示数，以达到设定的目标温度，达到目标温度后，继续保温20分钟。完成保温后，在不开启高温炉的前提下，朝着远离高温炉的方向轻轻移动热电偶支架在滑轨上的位置，移动距离约为3～6mm，使热电偶的测温焊头与试样表面脱离接触。
98.(5)开启疲劳试验机，按照预先的设置对试样进行疲劳加载。试验过程中可通过监控三根铠装热电偶脱离试样表面后达到的稳定温度，确保高温炉的温度控制在要求的范围内，由于本系统采用气凝胶复合材料隔热毡密封，高温炉中的温度场更均匀、更稳定，这也保证了通过监控三根脱离试样表面的铠装热电偶的温度值，实现高温炉温度准确控制的有效性。
99.(6)当达到预设的目标循环次数，或者试样断裂后，停止试验。
100.在本实施例中，在设定的最大应力水平和应力比下，sicf/sic复合材料疲劳试样经过107的目标寿命后，未发生断裂。
101.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
102.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。