疲劳试验箱及疲劳试验设备的制作方法

1.本实用新型涉及疲劳试验技术领域，特别涉及一种疲劳试验箱及疲劳试验设备。


背景技术：

2.疲劳破坏是机械零部件失效的主要形式之一，疲劳试验研究的主要目的是估算结构的零部件的疲劳寿命，保证在服役期内零部件不会发生疲劳破坏。在燃气涡轮动力、石油化工、海洋作业等工作环境中，疲劳破坏的避免是非常必要的。尤其是发动机等航空部件对于材料疲劳性能的要求越来越高，疲劳寿命要求从107次提高到109次，需要引入超高周疲劳试验设备提高试验效率。然而，现有的疲劳试验设备的疲劳试验箱在对环境进行模拟时，主要是通过输入恒温的环境液体或气体来保持箱内温度，其自身缺乏加热装置，导致环境模拟效果较差。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中疲劳试验设备中的疲劳试验箱不具备加热功能、环境模拟效果较差的缺陷，提供一种疲劳试验箱及疲劳试验设备。
4.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
5.一种疲劳试验箱，包括外箱体，所述疲劳试验箱还包括试验箱体，所述试验箱体设于所述外箱体的内部，所述试验箱体具有加热层，所述加热层至少设于所述试验箱体的一个面，所述试验箱体用于模拟现实环境并盛放试验件。
6.在本方案中，试验箱体设于外箱体的内部，外箱体对试验箱体具有一定的保护和固定作用；加热层可以方便地对试验箱体内的环境进行加温，以达到疲劳试验所预设的环境温度，通过加热层的加热，试验箱体可以模拟高温环境，扩大疲劳试验箱所能模拟的环境的温度范围，提高疲劳试验箱的环境模拟效果，使其更接近于真实环境，进而提高疲劳试验的数据的可靠度。
7.优选地，所述加热层内设有加热管。
8.在本方案中，加热管结构简单，安装方便，加温迅速，能够提高加热效率，且加热管的加温上限高，能够模拟高温环境，有利于扩大疲劳试验箱所能模拟的环境的温度范围。
9.优选地，所述疲劳试验箱还包括温控模块，所述温控模块包括测温单元和调温单元；
10.所述测温单元设于所述试验箱体内，并用于测量所述试验箱体内的温度；
11.所述调温单元分别电连接于所述测温单元和所述加热层，以接收所述测温单元的温度信号并控制所述加热层的加热。
12.在本方案中，温控模块的测温单元能够及时准确地反应试验箱体内的温度，方便与预设温度进行对比，当试验环境与真实环境的温差超过允许范围时，可以通过调温模块对加热层的加温进行控制，以增大或减小加热层的功率，进而提高或降低试验箱体内的温度，使得试验温度保持在预设温度范围内。
13.优选地，所述试验箱体和所述外箱体之间设有至少一层隔热层。
14.在本方案中，隔热层可以减少热量损失，提高试验箱体的加热层的加热效果，同时隔热层能够避免外箱体的温度随加热层的加热而不断升高，避免高温对外箱体造成损伤，对外箱体具有一定的保护作用，且由于外箱体一般外露于实验室的环境中，也能够避免试验人员误碰高温的外箱体，造成烫伤。
15.优选地，所述疲劳试验箱还包括超声箱体，所述超声箱体设于所述外箱体的内部，且与所述试验箱体相邻设置，所述超声箱体内设有超声装置，所述超声装置用于使所述试验件按试验预设的频率震动。
16.在本方案中，超声箱体与试验箱体分开设置，可减少试验环境对超声装置的影响，同时超声装置可提高试验频率，极大地缩短疲劳试验所需要的时间，提高试验效率。
17.优选地，所述超声箱体和所述试验箱体之间设有隔板。
18.在本方案中，隔板的设置对超声箱体和试验箱体进行了阻隔，避免试验箱体在进行环境模拟时影响到超声箱体内的超声装置的正常工作。
19.优选地，所述隔板为隔热板。
20.在本方案中，隔板设置为隔热板，能够避免试验箱体的温度传递到超声箱体，特别是在试验箱体模拟高温环境时，隔热板对超声箱体具有较好的保护作用。
21.一种疲劳试验设备，所述疲劳试验设备包括上述的疲劳试验箱。
22.在本方案中，疲劳试验设备设有上述结构形式的疲劳试验箱，可以通过加热层方便地对试验箱体进行加温，以达到疲劳试验所预设的试验温度，试验箱体可以模拟高温环境，扩大疲劳试验所能模拟的环境的温度范围，提高疲劳试验的环境模拟效果，使其更接近于真实环境，进而提高疲劳试验的数据的可靠度。
23.优选地，所述疲劳试验设备还包括储液箱、进液管、第一出液管和第二出液管；
24.所述储液箱用于存储疲劳试验所需溶液；
25.所述进液管的两端分别连通所述储液箱和所述试验箱体，所述进液管上设有抽泵，所述抽泵用于将所述储液箱内的液体泵入所述试验箱体中；
26.所述第一出液管的两端分别连通于所述试验箱体的底部和所述储液箱；
27.所述第二出液管的两端分别连通于所述试验箱体的侧壁和所述储液箱。
28.在本方案中，储液箱对疲劳试验所需的液体进行存储，进液管连通储液箱和试验箱体，并通过抽泵对液体进行抽取，方便快捷；当试验箱体内需要避免液体积聚时，可通过连通于试验箱体底部的第一出液管及时地将试验箱体内的液体进行排出；第二出液管连通于试验箱体的侧面，距离试验箱体的底部具有一定的高度，当试验箱体内的液体过多时，可以及时排出多余液体，避免试验箱体内液体过多影响试验效果。
29.优选地，所述进液管位于所述试验箱体内的出口位置连接有喷头，所述喷头的喷射方向指向所述试验件的中部；
30.所述疲劳试验设备还包括空气压缩机，所述空气压缩机与所述疲劳试验箱之间连接有进气管，所述进气管连通于所述试验箱体，所述进气管位于所述试验箱体内的出口的出气方向与所述喷头的喷射方向相交。
31.在本方案中，通过喷头向试验件的中部喷射液体，有利于将液体更精确地喷射到试验件上；空气压缩机通过进气管向试验箱体内注入强气流，进气管的出气方向与喷头的
喷射方向相交，有利于利用进气管喷出的强气流将喷头喷射出的液体进行雾化处理，可以模拟雾化环境，增加疲劳试验设备能够模拟的环境的类型。
32.优选地，所述进液管、所述第一出液管和所述进气管上分别设有第一控制器、第二控制器和第三控制器，以分别控制所述进液管、所述第一出液管和所述进气管内的液体或气体的进出。
33.在本方案中，当需要模拟液体环境时，打开第一控制器，关闭第二控制器和第三控制器，通过抽泵将储液箱内的液体泵送至试验箱体内，以形成液体环境；当需要模拟雾化环境时，打开第一控制器、第二控制器和第三控制器，通过抽泵将储液箱内的液体抽出，并经喷头喷出，同时通过空气压缩机经进气管喷出强气流，利用强气流将喷头喷出的液体进行雾化，形成雾化环境，并通过第一出液管排出试验箱体内的液体。
34.优选地，所述储液箱内设有加热装置，所述加热装置用于加热所述储液箱内的液体；
35.所述储液箱内还设有测温装置，所述测温装置用于测量所述储液箱内的液体的温度，所述测温装置与所述加热装置电连接。
36.在本方案中，通过加热装置对储液箱内的液体进行加热，以保证液体在规定的存储温度范围内，通过测温装置实时反映储液箱内的液体温度，并根据液体温度和预设温度的差值，对加热装置进行控制，以对温度进行调节。
37.本实用新型的积极进步效果在于：
38.在本实用新型中，试验箱体设于外箱体的内部，外箱体对试验箱体具有一定的保护和固定作用；加热层可以方便地对试验箱体内的环境进行加温，以达到疲劳试验所预设的环境温度，通过加热层的加热，试验箱体可以模拟高温环境，扩大疲劳试验箱所能模拟的环境的温度范围，提高疲劳试验箱的环境模拟效果，使其更接近于真实环境，进而提高疲劳试验的数据的可靠度。
附图说明
39.图1为本实用新型一实施例的疲劳试验箱的剖面结构示意图。
40.图2为本实用新型一实施例的疲劳试验设备的立体结构示意图。
41.附图标记说明：
42.疲劳试验箱1
43.外箱体11
44.试验箱体12
45.隔热层13
46.超声箱体14
47.超声装置15
48.隔板16
49.疲劳试验设备100
50.储液箱101
51.进液管102
52.第一出液管103
53.第二出液管104
54.抽泵105
55.空气压缩机106
56.进气管107
57.第一控制器108
58.第二控制器109
59.第三控制器110
具体实施方式
60.下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之内。
61.如图1所示，本实施例提供一种疲劳试验箱1，包括外箱体11，疲劳试验箱1还包括试验箱体12，试验箱体12设于外箱体11的内部，试验箱体12具有加热层，加热层至少设于试验箱体12的一个面，试验箱体12用于模拟现实环境并盛放试验件。试验箱体12设于外箱体11的内部，外箱体11对试验箱体12具有一定的保护和固定作用；加热层可以方便地对试验箱体12内的环境进行加温，以达到疲劳试验所预设的环境温度，通过加热层的加热，试验箱体12可以模拟高温环境，扩大疲劳试验箱1所能模拟的环境的温度范围，提高疲劳试验箱1的环境模拟效果，使其更接近于真实环境，进而提高疲劳试验的数据的可靠度。
62.在本实施例中，加热层内设有加热管。加热管结构简单，安装方便，加温迅速，能够提高加热效率，且加热管的加温上限高，能够模拟高温环境，有利于扩大疲劳试验箱1所能模拟的环境的温度范围。
63.在本实施例中，疲劳试验箱1还包括温控模块，温控模块包括测温单元和调温单元；测温单元设于试验箱体12内，并用于测量试验箱体12内的温度；调温单元分别电连接于测温单元和加热层，以接收测温单元的温度信号并控制加热层的加热。温控模块的测温单元能够及时准确地反应试验箱体12内的温度，方便与预设温度进行对比，当试验环境与真实环境的温差超过允许范围时，可以通过调温模块对加热层的加温进行控制，以增大或减小加热层的功率，进而提高或降低试验箱体12内的温度，使得试验温度保持在预设温度范围内。
64.具体地，在本实施例中，上述电连接方式为无线连接，即调温单元接收来自测温单元的无线信号，并向加热层发出调控温度的无线信号。在其他可选地实施方式中，电连接也可以采用有线连接。
65.在本实施例中，试验箱体12和外箱体11之间设有至少一层隔热层13。隔热层13可以减少热量损失，提高试验箱体12的加热层的加热效果，同时隔热层13能够避免外箱体11的温度随加热层的加热而不断升高，避免高温对外箱体11造成损伤，对外箱体11具有一定的保护作用，且由于外箱体11一般外露于实验室的环境中，也能够避免试验人员误碰高温的外箱体11，造成烫伤。具体地，在本实施例中，试验箱体12和外箱体11之间设有三层隔热层13，能够更好地减少试验箱体12内的温度损失。
66.在本实施例中，疲劳试验箱1还包括超声箱体14，超声箱体14设于外箱体11的内部，且与试验箱体12相邻设置，超声箱体14内设有超声装置15，超声装置15用于使试验件按
试验预设的频率震动。超声箱体14与试验箱体12分开设置，可减少试验环境对超声装置15的影响，同时超声装置15可提高试验频率，极大地缩短疲劳试验所需要的时间，提高试验效率。
67.在本实施例中，超声箱体14和试验箱体12之间设有隔板16。隔板16的设置对超声箱体14和试验箱体12进行了阻隔，避免试验箱体12在进行环境模拟时影响到超声箱体14内的超声装置15的正常工作。
68.在本实施例中，隔板16为隔热板，隔热板能够避免试验箱体12的温度传递到超声箱体14，特别是在试验箱体12模拟高温环境时，隔热板对超声箱体14具有较好的保护作用。
69.如图2所示，本实施例还提供一种疲劳试验设备100，疲劳试验设备100包括上述的疲劳试验箱1。疲劳试验设备100通过加热层可以方便地对试验箱体12进行加温，以达到疲劳试验所预设的试验温度，试验箱体12可以模拟高温环境，扩大疲劳试验所能模拟的环境的温度范围，提高疲劳试验的环境模拟效果，使其更接近于真实环境，进而提高疲劳试验的数据的可靠度。
70.在本实施例中，疲劳试验设备100还包括储液箱101、进液管102、第一出液管103和第二出液管104；储液箱101用于存储疲劳试验所需溶液；进液管102的两端分别连通储液箱101和试验箱体12，进液管102上设有抽泵105，抽泵105用于将储液箱101内的液体泵入试验箱体12中；第一出液管103的两端分别连通于试验箱体12的底部和储液箱101；第二出液管104的两端分别连通于试验箱体12的侧壁和储液箱101。储液箱101对疲劳试验所需的液体进行存储，进液管102连通储液箱101和试验箱体12，并通过抽泵105对液体进行抽取，方便快捷；当试验箱体12内需要避免液体积聚时，可通过连通于试验箱体12底部的第一出液管103及时地将试验箱体12内的液体进行排出；第二出液管104连通于试验箱体12的侧面，距离试验箱体12的底部具有一定的高度，当试验箱体12内的液体过多时，可以及时排出多余液体，避免试验箱体12内液体过多影响试验效果。进一步地，储液箱101内的液体可以采用不同的溶液以模拟不同的环境，进而测试零部件在不同环境下的疲劳性能。
71.在本实施例中，进液管102位于试验箱体12内的出口位置连接有喷头，喷头的喷射方向指向试验件的中部；疲劳试验设备100还包括空气压缩机106，空气压缩机106与疲劳试验箱1之间连接有进气管107，进气管107连通于试验箱体12，进气管107位于试验箱体12内的出口的出气方向与喷头的喷射方向相交。通过喷头向试验件的中部喷射液体，有利于将液体更精确地喷射到试验件上；空气压缩机106通过进气管107向试验箱体12内注入强气流，进气管107的出气方向与喷头的喷射方向相交，有利于利用进气管107喷出的强气流将喷头喷射出的液体进行雾化处理，可以模拟雾化环境，增加疲劳试验设备100能够模拟的环境的类型。
72.在本实施例中，进液管102、第一出液管103和进气管107上分别设有第一控制器108、第二控制器109和第三控制器110，以分别控制进液管102、第一出液管103和进气管107内的液体或气体的进出。当需要模拟液体环境时，打开第一控制器108，关闭第二控制器109和第三控制器110，通过抽泵105将储液箱101内的液体泵送至试验箱体12内，以形成液体环境；当需要模拟雾化环境时，打开第一控制器108、第二控制器109和第三控制器110，通过抽泵105将储液箱101内的液体抽出，并经喷头喷出，同时通过空气压缩机106经进气管107喷出强气流，利用强气流将喷头喷出的液体进行雾化，形成雾化环境，并通过第一出液管103
排出试验箱体12内的液体。同时，通过上述结构设置，可以实现试验所用的环境液体在储液箱101和试验箱体12内的循环，节约资源，降低成本。
73.具体地，在本实施例中，第一控制器108、第二控制器109和第三控制器110均为玻璃转子流量计，单位时间流经玻璃转子流量计的流量与浮子上升高度之间存在函数关系，根据浮子的高度位置可调整流速。在其他可选地实施方式中，第一控制器108、第二控制器109和第三控制器110可以设置为其他具有流量控制功能的控制器，且三个控制器的类型可以相同，也可以不同，并不局限于本实施例。
74.在本实施例中，储液箱101内设有加热装置，加热装置用于加热储液箱101内的液体；储液箱101内还设有测温装置，测温装置用于测量储液箱101内的液体的温度，测温装置与加热装置电连接。通过加热装置对储液箱101内的液体进行加热，以保证液体在规定的存储温度范围内，通过测温装置实时反映储液箱101内的液体温度，并根据液体温度和预设温度的差值，对加热装置进行控制，以对温度进行调节。具体地，在本实施例中，加热装置包括加热棒，测温装置包括温度计，温度计设置于储液箱101内靠近进液管102的一侧，以更准确的测量泵出液体的温度。
75.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。