專利名稱：用于蠕變破壞試驗(yàn)的超峰值加載的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在施加和減小的載荷下對(duì)樣本進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的設(shè)備和方法，且更具體而言，涉及用于螺變破壞試驗(yàn)的超峰值(over-peak)加載的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
評(píng)價(jià)在材料的高應(yīng)カ狀態(tài)下操作的機(jī)械構(gòu)件例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件的狀況并確定其未來性能以使構(gòu)件的壽命最大化和最大限度地限制剩余可用壽命或耗費(fèi)的壽命對(duì)于行業(yè)而言很重要。在諸如高于900華氏度(482攝氏度)的高溫下操作的構(gòu)件，其中構(gòu)件材料的蠕變和熱老化的結(jié)合是主要的擔(dān)憂并且需要特別加以考慮以便獲得可接受的剰余可用壽命估定。
用于測(cè)試和估計(jì)此類構(gòu)件的可用壽命的許多系統(tǒng)和方法包括施加周期性的并且隨著時(shí)限而變化的機(jī)械載荷。特別關(guān)注的是低周疲勞(LCF)試驗(yàn)，且尤其是持續(xù)峰值LCF (SPLCF)試驗(yàn)，用以檢驗(yàn)用于制造燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件的材料隨時(shí)間推移的疲勞裂紋生長(zhǎng)行為。包含這些材料的樣本的疲勞裂紋生長(zhǎng)行為通過使用“蠕變破壞”框架(frame)施加循環(huán)載荷來體現(xiàn)。施加各種循環(huán)拉伸幅度，并記錄在這些條件下拉開樣本所需的循環(huán)數(shù)。通過強(qiáng)度和剛度的降低來證明應(yīng)力和/或疲勞損壞。在一些情形中，這些試驗(yàn)可在一定次數(shù)的循環(huán)加載且然后使樣本斷裂之后結(jié)束(即，拉伸試驗(yàn))，以確定殘余強(qiáng)度。來自此類破壞性試驗(yàn)的數(shù)據(jù)常常通過經(jīng)驗(yàn)手段來表征并通過推斷或推知而歸納為材料未在實(shí)驗(yàn)室具體進(jìn)行試驗(yàn)的各種運(yùn)行狀況。用于長(zhǎng)保持時(shí)間疲勞和裂紋生長(zhǎng)以及其它應(yīng)カ相關(guān)特性的試驗(yàn)樣本評(píng)價(jià)可使用蠕變破壞框架或杠桿臂試驗(yàn)器來完成，例如在1994年9月13日公布的美國專利No. 5，345，826 (Strong)中公開的試驗(yàn)器，該專利示意性地說明了典型的“蠕變破壞”框架/杠桿臂試驗(yàn)器。該裝置包括長(zhǎng)度通常為12至20英寸的杠桿臂，該杠桿臂在沿杠桿臂于其中心與試驗(yàn)樣本的一端附接在其上的端部之間的長(zhǎng)度的一點(diǎn)處樞轉(zhuǎn)地安裝在豎直框架上。試驗(yàn)樣本的另一端附接到固定的基板上。當(dāng)重量施加或加載在杠桿臂的相對(duì)端上時(shí)，拉伸カ根據(jù)公式t = (wl)/d而施加在試驗(yàn)樣本上,其中t是施加在試驗(yàn)樣本上的拉伸力，w是施加在杠桿臂的遠(yuǎn)端上的重量，I是杠桿臂樞轉(zhuǎn)點(diǎn)與承載所施加重量的端部之間的距離，以及d是杠桿臂樞轉(zhuǎn)點(diǎn)與連接到試驗(yàn)樣本上的端部之間的距離。對(duì)樣本的拉伸試驗(yàn)通過施加力t而啟動(dòng)。蠕變破壞框架/杠桿臂試驗(yàn)器可裝備成在試驗(yàn)樣本上循環(huán)地施加和減小載荷(例如，通過重量產(chǎn)生)。載荷在蠕變破壞框架/杠桿臂試驗(yàn)器中的循環(huán)施加和減小通常通過使用標(biāo)準(zhǔn)氣動(dòng)缸或剪叉式千斤頂來執(zhí)行。2008年4月8日公布并轉(zhuǎn)讓給與本專利申請(qǐng)相同的受讓人通用電氣公司的Jeffrey Lynn Myers (本發(fā)明的發(fā)明人)的美國專利No. 7，353，715中公開了ー種用于在樣本的拉伸試驗(yàn)中循環(huán)施加和減小載荷的設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法提供了對(duì)所施加載荷的相對(duì)平穩(wěn)的施加和減小。美國專利No. 7，353，715通過引用并入本申請(qǐng)。
在所施加和減小的載荷下對(duì)樣本進(jìn)行的另ー種緊密相關(guān)的拉伸試驗(yàn)是超峰值疲勞試驗(yàn)。加載通常是在相對(duì)昂貴的伺服液壓試驗(yàn)機(jī)上執(zhí)行，該伺服液壓試驗(yàn)機(jī)相比于蠕變破壞試驗(yàn)機(jī)和系統(tǒng)就試驗(yàn)而言昂貴得多。存在對(duì)沒有當(dāng)前所采用的那么昂貴的用于超峰值疲勞試驗(yàn)的設(shè)備和方法的需求。存在提供對(duì)超峰值載荷量級(jí)和停留時(shí)間兩者進(jìn)行控制的用于超峰值疲勞試驗(yàn)的設(shè)備和方法的需求。還希望提供評(píng)價(jià)蠕變破壞和超峰值加載的試驗(yàn)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
ー種試驗(yàn)樣本拉伸試驗(yàn)設(shè)備包括用于在試驗(yàn)樣本上循環(huán)地施加和減小第一拉伸載荷和第二拉伸載荷的第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以及以控制方式連接到第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上并且可操作以使第一載荷和第二載荷分別在試驗(yàn)樣本上獨(dú)立地循環(huán)的第一控制器和第二控制器。第一載荷和第二載荷在該設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中是累加的并且第一控制器和第二 控制器可操作以使第一載荷和第二載荷循環(huán)，從而分別對(duì)試驗(yàn)樣本進(jìn)行峰值加載和超峰值加載。第一控制器和第二控制器可操作以分別控制試驗(yàn)樣本上的第一加載循環(huán)和第二加載循環(huán)的第一加載速率和第二加載速率以及第一停留時(shí)長(zhǎng)和第二停留時(shí)長(zhǎng)。第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例包括擱置或支承在支承板上的可充氣超峰值裝置，該支承板安裝在拉伸試驗(yàn)設(shè)備的框架上。可充氣超峰值裝置的一個(gè)實(shí)施例包括帶有用干支承第二載荷的平直頂部的中空殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的可充氣囊袋，以及當(dāng)對(duì)囊袋充氣時(shí)從位于殼體底部的開ロ伸出的囊袋下部。該拉伸試驗(yàn)設(shè)備的ー個(gè)示例性實(shí)施例包括連接到試驗(yàn)樣本上的載荷鏈(train)區(qū)段、大致水平延伸并且可在拉伸試驗(yàn)設(shè)備的框架上樞轉(zhuǎn)的可樞轉(zhuǎn)杠桿臂、用于在試驗(yàn)樣本上循環(huán)地施加和減小第一拉伸載荷和第二拉伸載荷的第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以及以控制方式連接到第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上并且可操作以使第一載荷和第二載荷分別在試驗(yàn)樣本上獨(dú)立地循環(huán)的第一控制器和第二控制器。第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)從杠桿臂的載荷調(diào)節(jié)端大致豎直向下地延伸，載荷鏈區(qū)段從杠桿臂的載荷鏈端大致豎直向下地延伸。第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可包括長(zhǎng)度收縮和伸長(zhǎng)以便循環(huán)地施加和減小第一載荷的流體機(jī)械肌(muscle)。一種用于對(duì)試驗(yàn)樣本進(jìn)行超峰值載荷試驗(yàn)的方法包括將試驗(yàn)樣本安裝在拉伸試驗(yàn)設(shè)備的載荷鏈區(qū)段中、分別通過第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在試驗(yàn)樣本上循環(huán)地施加和減小第一拉伸載荷和第二拉伸載荷，以及分別使用以控制方式連接到第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的第一控制器和第二控制器來使第一載荷和第二載荷獨(dú)立地循環(huán)。該方法的ー個(gè)實(shí)施例還包括使用長(zhǎng)度收縮和伸長(zhǎng)的流體機(jī)械肌作為第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，并且循環(huán)地施加和減小第一載荷包括分別使流體機(jī)械肌的長(zhǎng)度收縮和伸長(zhǎng)。該方法的實(shí)施例還包括使用可充氣超峰值裝置作為第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。該超峰值裝置擱置或支承在安裝于拉伸試驗(yàn)設(shè)備的框架上的支承板上。該可充氣超峰值裝置包括支承第二載荷的中空殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的可充氣囊袋，以及當(dāng)對(duì)囊袋充氣時(shí)從位于殼體底部的開ロ伸出的囊袋下部。循環(huán)地施加和減小第二載荷包括分別對(duì)囊袋進(jìn)行放氣和充氣。該方法還可包括一起施加第一載荷和第二載荷以便對(duì)樣本進(jìn)行超峰值加載并移除第二載荷同時(shí)保持第一載荷對(duì)于峰值加載恒定，以及分別在第一載荷和第二載荷的循環(huán)期間控制對(duì)第一循環(huán)和第二循環(huán)的第一加載速率和第二加載速率以及第一停留時(shí)長(zhǎng)和第ニ停留時(shí)長(zhǎng)，其中第二循環(huán)顯著短于第一循環(huán)。第一加載速率和第二加載速率可以相同。


本發(fā)明的前述方面和其它特征在以下結(jié)合附圖進(jìn)行的描述中說明，在附圖中圖I是用于超峰值加載和破壞試驗(yàn)的設(shè)備的示意示。
圖2是圖I中所示的設(shè)備的詳細(xì)透視示。圖3是用于在圖2中所示的設(shè)備上進(jìn)行超峰值加載的裝置的截面示。圖4是用于在圖2中所示的設(shè)備中進(jìn)行超峰值試驗(yàn)的控制面板的正視示。圖5是可使用圖1-4中所示的設(shè)備來執(zhí)行的超峰值試驗(yàn)的示范性曲線圖。圖6是圖5中所示的示范性曲線圖中的單個(gè)循環(huán)的放大視圖。
具體實(shí)施例方式如文中所用，用語“載荷”指的是試驗(yàn)樣本通過本發(fā)明的系統(tǒng)、設(shè)備和/或方法所承受的任何質(zhì)量、重量、力等。如文中所用，用語“施加載荷”指的是使試驗(yàn)樣本承受載荷，包括增加樣本所承受的載荷的量或程度。如文中所用，用語“減小載荷”指的是將試驗(yàn)樣本所承受的載荷部分或完全地減小、減少、消除等。如文中所用，用語“循環(huán)地施加和減小載荷”指的是以其任何次序施加和減小載荷(也即，施加和減小載荷、減小和施加載荷等)的至少ー個(gè)循環(huán)。通常，該循環(huán)包括首先逐漸或依序地施加載荷，且隨后逐漸或依序地減小載荷。載荷的循環(huán)施加和減小可以是單個(gè)循環(huán)，或者更通常是多個(gè)這樣的循環(huán)(即，對(duì)于至少兩個(gè)循環(huán))。該載荷對(duì)于每個(gè)循環(huán)都可以相同的方式或模式予以施加和減小或者對(duì)于每個(gè)循環(huán)都可以不同的方式或模式進(jìn)行施加和減小。該載荷也可在循環(huán)期間一次或更多次以相同或不同的分散時(shí)間段予以施加并保持(即，維持)在指定水平(即，該載荷既不增加也不減少)、可在每個(gè)循環(huán)期間以相同或不同的速率逐漸或依序地增加和/或減少,或者它們的任何組合。如文中所用，用語“閉環(huán)系統(tǒng)”指的是具有用于對(duì)試驗(yàn)樣本上的載荷的施加和/或減小進(jìn)行調(diào)節(jié)、改變、控制等的反饋機(jī)構(gòu)(例如，一個(gè)機(jī)械和/或電子信號(hào)或多個(gè)信號(hào))的控制系統(tǒng)。用于閉環(huán)系統(tǒng)中的反饋機(jī)構(gòu)通常提供對(duì)試驗(yàn)樣本上的載荷進(jìn)行大致線性和成比例的施加和/或減小。如文中所用，用語“開環(huán)系統(tǒng)”指的是未利用反饋機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)。如文中所用，用語“蠕變破壞框架”和“杠桿臂試驗(yàn)器”可互換地指代ー種裝置，該裝置通常包括長(zhǎng)度通常為從約12至約24英寸(從約30. 5至約51cm)的具有機(jī)械優(yōu)勢(shì)的杠桿臂，該杠桿臂在沿杠桿臂于其中心與試驗(yàn)樣本的一端附接到其上的端部之間的長(zhǎng)度的一點(diǎn)處樞轉(zhuǎn)地支承在框架的固定豎直部件上，其中試驗(yàn)樣本的另一端通常附接到(例如，十字框架的)基板或平臺(tái)上，并且其中ー個(gè)或多個(gè)重量施加或加載在杠桿臂的相對(duì)端上。參看圖I和1994年9月13日公布的美國專利No. 5，345，826 (Strong)(通過引用并入本申請(qǐng))中對(duì)應(yīng)的描述，其示意性地說明了典型的“蠕變破壞”框架/杠桿臂試驗(yàn)器。在此使用的合適的蠕變破壞框架/杠桿臂試驗(yàn)器包括由SATEC、ATS等制造的那些。如文中所用，用語“流體機(jī)械肌”指的是ー種裝置，其通常在通過流體(即，諸如空氣之類的氣體或諸如こニ醇之類的液體)加壓后其長(zhǎng)度以相對(duì)受控的方式收縮且在加壓流體釋放后其長(zhǎng)度以相對(duì)受控的方式伸長(zhǎng)。流體機(jī)械肌的收縮通常促使載荷施加到試驗(yàn)樣本，而流體機(jī)械肌的伸長(zhǎng)通常促使載荷減小。流體機(jī)械肌具有這樣的特征，也即當(dāng)對(duì)它進(jìn)行加壓時(shí)，該肌的相對(duì)長(zhǎng)度通常隨著所施加的壓カ而大致線性地收縮，同時(shí)形成適于對(duì)載荷致動(dòng)、提升、移動(dòng)、定位等的相當(dāng)大的力，并且相反地隨著壓力的減小(釋放)而大致線性地伸長(zhǎng)。由于它們的不同結(jié)構(gòu)，且尤其是它們?cè)陂L(zhǎng)度上固有的非動(dòng)態(tài)、相對(duì)受控的收縮和 伸長(zhǎng)，在此所用的流體機(jī)械肌不同于標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)カ氣動(dòng)缸。適合在此使用的流體機(jī)械肌可屬于“McKibben”型流體收縮致動(dòng)器或“肌”，其通常包括由柔性網(wǎng)形成的圓柱形外鞘(有時(shí)稱為“編織”結(jié)構(gòu))，該柔性網(wǎng)包括多個(gè)互相連接的斜方形或菱形的部段，這些部段通過包括設(shè)置在外鞘內(nèi)的牢固的可膨脹材料的囊袋并通過連接到囊袋上的充氣管線而在外鞘的每一端固定在連接器上，加壓流體可經(jīng)該充氣管線以及充氣管線上適當(dāng)?shù)拈y一起引入以便對(duì)圓柱形外鞘內(nèi)的囊袋進(jìn)行充氣或者使其膨脹，從而將流體從加壓源引導(dǎo)到囊袋內(nèi)以便充氣(收縮)，并允許流體從囊袋流出以便釋放/放氣(伸長(zhǎng))。參看例如1988年4月26日公布的美國專利No. 4，739，692 (Wassam等人)(通過引用并入本申請(qǐng)),該專利描述了“McKibben”型流體收縮致動(dòng)器或“肌”的操作。在操作中，“McKibben”型流體收縮致動(dòng)器或“肌”在囊袋放氣的情況下使用連接器連接在兩個(gè)固定點(diǎn)之間。由柔性網(wǎng)形成的圓柱形外鞘連接在兩個(gè)柔性點(diǎn)之間并且理想而言經(jīng)歷很輕微的拉伸應(yīng)カ以便確保外鞘當(dāng)它在兩個(gè)點(diǎn)之間的伸長(zhǎng)或“放松”位置連接時(shí)直徑最小。充氣管線連接到加壓流體的源上，該加壓流體可為可壓縮的，即氣體，或者不可壓縮的，即流體。流體在引入囊袋時(shí)使囊袋抵靠封閉網(wǎng)外鞘而膨脹，從而致使它沿徑向膨脹和沿縱向收縮而在連接器之間產(chǎn)生極大的收縮力。對(duì)于“McKibben”型流體收縮致動(dòng)器的其它流體機(jī)械肌或潛在地適于在此使用的“肌”，還請(qǐng)參看1986年10月7日公布的美國專利No. 4，615，260 (Takagi等人)；1992年10月27日公布的美國專利No. 5，158，005 (Negishi等人)；1992年11月24日公布的美國專利No. 5，165，323 (Sato);和 1993 年 4 月 13 日公布的美國專利 No. 5，201，262 (Negishi 等人)(通過引用并入本申請(qǐng))，以及1989年6月27日公布的美國專利No. 4，841，845(Beullens)；2000年5月30日公布的美國專利No. 6，067, 892 (Erickson);和2001年5月21日公布的美國專利No. 6，223，648 (Erickson)(通過引用并入本申請(qǐng))。商業(yè)上可獲得的適于在此使用的流體機(jī)械肌的實(shí)例包括由Festo公司制造的“ Fluidic Muscle MAS”系列肌，包括型號(hào) MAS-10-N—AA-MCFK，零件號(hào) 187594 ;型號(hào) MAS-10-N—AA-M0FK 零件號(hào) 187595 ；型號(hào) MAS-40-N-459-AA-MCIK，零件號(hào) 187605 ;型號(hào) MAS-40-N—AA-MCIK，零件號(hào) 187606 ；型號(hào) MAS-40-N—AA-M0KK，零件號(hào) 187607 ；型號(hào) MAS-20-N—AA-MCHK，零件號(hào) 187617 ；型號(hào) MAS-20-N—AA-MCGK，零件號(hào) 187618 ;型號(hào) MAS-20-N—AA-M0HK，零件號(hào) 187619 ;型號(hào)MAS-10-,零件號(hào)534201 ;型號(hào)MAS-20-，零件號(hào)534202 ；以及型號(hào)MAS-40-，零件號(hào)534203坐寸O如文中所用，用語“試驗(yàn)樣本”指的是包括所關(guān)注材料的任何樣本，包括構(gòu)件、零件等，或通過本文公開的系統(tǒng)、設(shè)備和/或方法而承受載荷的由所關(guān)注材料制作、制成等的樣本。試驗(yàn)樣本可具有任何合適的形狀或構(gòu)造，包括矩形、圓柱形等。通常，試驗(yàn)樣本在其中間區(qū)段具有減小的規(guī)格或?qū)挾?例如，呈“狗骨頭形”)，以在樣本承受載荷時(shí)迫使樣本中間的材料伸長(zhǎng)。
如文中所用，用語“拉力試驗(yàn)”和“拉伸試驗(yàn)”可互換地指代試驗(yàn)樣本在載荷施加于其上時(shí)承受大致縱向的伸展、拉動(dòng)等力的試驗(yàn)方式。拉カ或拉伸試驗(yàn)的有代表性但非限制性的實(shí)例包括低周疲勞試驗(yàn)、持續(xù)峰值低周疲勞試驗(yàn)、蠕變破壞試驗(yàn)、高應(yīng)變率峰值試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、裂紋生長(zhǎng)試驗(yàn)等。如文中所用，用語“低周疲勞試驗(yàn)”或“LCF試驗(yàn)”可互換地指代較慢或較低的加載循環(huán)速度疲勞型試驗(yàn)，其中該循環(huán)通常為約30赫茲或以下，并且通常處于從約O. 3至約I赫茲的范圍內(nèi)。如文中所用，用語“持續(xù)峰值低周疲勞試驗(yàn)”或“SPLCF試驗(yàn)”可互換地指代ー種LCF試驗(yàn)，在其中施加到試驗(yàn)樣本的峰值載荷在分散的時(shí)間段被保持或維持在指定水平。如文中所用，用語“彎曲試驗(yàn)”指的是試驗(yàn)樣本在其相應(yīng)端部受到支承并且載荷貼近其在相應(yīng)端部之間的中點(diǎn)施加的試驗(yàn)方式。如文中所用，用語“任務(wù)循環(huán)試驗(yàn)”或“模擬試驗(yàn)”可互換地指代意圖表示實(shí)際操作(即，真實(shí)生命現(xiàn)象)并且通常使用閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)來執(zhí)行的試驗(yàn)。任務(wù)循環(huán)/模擬試驗(yàn)通常指的是ー種現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn))，在其中發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，取得數(shù)據(jù)并帶回任務(wù)或模擬器操作實(shí)驗(yàn)室(手動(dòng)或更通常以電子方式)，且然后使用該數(shù)據(jù)對(duì)例如所關(guān)注試驗(yàn)樣本上的模擬但真實(shí)的生命應(yīng)カ循環(huán)編程(通常使用計(jì)算機(jī))。如文中所用，用語“蠕變破壞試驗(yàn)”指的是在其中對(duì)試驗(yàn)樣本施加靜態(tài)且一致的載荷并且在其中測(cè)量試驗(yàn)樣本在載荷施加期間的伸長(zhǎng)的試驗(yàn)方式。如文中所用，用干“斷裂韌性”指的是進(jìn)行試驗(yàn)的樣本對(duì)于裂紋擴(kuò)展的阻力的測(cè)量值° 參看 Davis 的 ASM Materials Engineering Dictionary (1992), ρ· 72。如文中所用，用語“疲勞裂紋生長(zhǎng)試驗(yàn)”指的是測(cè)量試驗(yàn)樣本中的裂紋隨時(shí)間推移或者在所施加的載荷循環(huán)(多個(gè))中的生長(zhǎng)速率的試驗(yàn)方式。現(xiàn)參見附圖，圖I中示出了使用呈杠桿臂試驗(yàn)器12形式的拉伸試驗(yàn)設(shè)備的拉伸試驗(yàn)系統(tǒng)10。試驗(yàn)器12包括大致L形的框架14、與框架14相關(guān)的大致豎直延伸的第一載荷鏈區(qū)段18，以及與框架14相關(guān)的大致豎直延伸的第一載荷調(diào)節(jié)區(qū)段22。第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25用于從第一載荷調(diào)節(jié)區(qū)段22至第一載荷鏈區(qū)段18施加和減小第一拉伸載荷23。第一載荷在試驗(yàn)樣本58上施加(呈拉伸應(yīng)カ的形式)或減小。在此將機(jī)構(gòu)25圖示為包括樞轉(zhuǎn)的大致水平延伸的杠桿臂26。機(jī)構(gòu)25包括用于在框架14的長(zhǎng)度較長(zhǎng)的豎直部段的頂端34上平衡杠桿臂26的支點(diǎn)或樞轉(zhuǎn)點(diǎn)30,杠桿臂26繞該支點(diǎn)或樞轉(zhuǎn)點(diǎn)擺動(dòng)或樞轉(zhuǎn)。杠桿臂26還具有載荷鏈端38和載荷調(diào)節(jié)端42。參見圖1，當(dāng)杠桿臂26的載荷調(diào)節(jié)端42繞由樞轉(zhuǎn)點(diǎn)30限定的水平軸線總體上向下移動(dòng)(通過指向下的箭頭50表示)吋，載荷鏈端38總體上向上移動(dòng)(通過指向上的箭頭46表示)，并且當(dāng)載荷調(diào)節(jié)端42繞由樞轉(zhuǎn)點(diǎn)30限定的水平軸線總體上向上移動(dòng)時(shí)則情況相反。樞轉(zhuǎn)點(diǎn)30沿杠桿臂26在端部38、42之間的長(zhǎng)度的特定位置可水平地移動(dòng)，以調(diào)節(jié)通過臂26從第一載荷調(diào)節(jié)區(qū)段22有效地傳遞到第一載荷鏈區(qū)段18的載荷的倍數(shù)。該效應(yīng)通過公式t = (wl)/d限定,其中t是施加在試驗(yàn)樣本58上的拉伸力,w是施加到杠桿臂26的載荷調(diào)節(jié)端42上的重量或載荷，I是樞轉(zhuǎn)點(diǎn)30與載荷調(diào)節(jié)端42之間的距離，以及d是樞轉(zhuǎn)點(diǎn)30與載荷鏈端38之間的距離。載荷鏈端38連接或附接到試驗(yàn)樣本58上使得所施加的力t向試驗(yàn)樣本給予應(yīng)力。樞轉(zhuǎn)點(diǎn)30越靠近載荷鏈端38,并且相反地遠(yuǎn)離載荷調(diào)節(jié)端42 ( S卩，d越小而I越大)，則從第一載荷調(diào)節(jié)區(qū)段22有效地傳遞或施加到第一載荷鏈區(qū)段18的載荷的倍數(shù)就越大，也即對(duì)于t的值越大。例如，如果I : d的比例為20 1，則載荷調(diào)節(jié)區(qū)段22中10個(gè)單位的載荷(w)可通過臂26轉(zhuǎn)換成施加到第一載荷鏈區(qū)段18 (和試驗(yàn)樣本58)上的200個(gè)單位的力(t)。參見圖1，第一載荷鏈區(qū)段18包括上部拉桿54，該上部拉桿在其上端鄰近臂26的載荷鏈端38并且通過接頭56連接或附接到載荷鏈端38上。上部拉桿54還鄰近試驗(yàn)樣本 58并且在其下端60連接或附接到試驗(yàn)樣本58上。載荷鏈區(qū)段18還可包括包封樣本58的環(huán)境腔室，例如總體上示為62的爐。第一載荷鏈區(qū)段18還包括下部拉桿66，該下部拉桿鄰近樣本58并且在其上端68連接或附接到樣本58上，并且還鄰近框架14并在其下端72連接或附接到框架14上。下部拉桿66圖示為通過萬向接頭64連接到框架14上。下部拉桿66通過附接到框架14上而基本保持靜止，且因此當(dāng)上部拉桿54在臂26的載荷鏈端38沿箭頭46所示的方向向上樞轉(zhuǎn)時(shí)而豎直向上地移動(dòng)時(shí)，試驗(yàn)樣本58承受拉伸力。第一載荷調(diào)節(jié)區(qū)段22包括上部連接器70，該上部連接器鄰近臂26的載荷調(diào)節(jié)端42并且在其上端通過接頭74連接或附接到載荷調(diào)節(jié)端42上。第一載荷調(diào)節(jié)區(qū)段22包括流體機(jī)械肌78，該流體機(jī)械肌鄰近連接器70的下端并且在其上端連接或附接到連接器70的下端上。當(dāng)肌78的長(zhǎng)度收縮時(shí)，第一載荷調(diào)節(jié)區(qū)段22中的載荷(經(jīng)由臂26)施加到第一載荷鏈區(qū)段18，并且相反的是，當(dāng)肌78的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)時(shí)，第一載荷調(diào)節(jié)區(qū)段22中的載荷在第一載荷鏈區(qū)段18上減小(經(jīng)由臂26)。第一循環(huán)加載系統(tǒng)92包括第一控制器94，該第一控制器94用于通過控制肌78的伸長(zhǎng)和收縮而使試驗(yàn)樣本58上的加載循環(huán)。第一載荷調(diào)節(jié)區(qū)段22還包括下部連接器82，該下部連接器在其上端連接或附接到肌78的下端上，并且還在其下端連接或附接到通常由第一重量88構(gòu)成的第一載荷86上。第一載荷86圖示為在地面或主表面90上方間隔開，因此表明系統(tǒng)10在試驗(yàn)循環(huán)中肌78處于收縮狀態(tài)下并且第一載荷86因此施加(經(jīng)由臂26和載荷鏈區(qū)段18)到樣本58的點(diǎn)。拉伸試驗(yàn)系統(tǒng)10在此圖示為“開環(huán)”系統(tǒng)。圖2中所示的拉伸試驗(yàn)系統(tǒng)10的更為詳細(xì)的實(shí)施例包括大致U形的安全支架(containment bracket) 100,該支架附接到框架14的頂端34上以保持臂26不會(huì)繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)30向上或向下樞轉(zhuǎn)或擺動(dòng)得過多。安全支架100防止臂26從框架14落下。上部萬向接頭104在此用于將上部拉桿54的上端連接或附接到臂26的載荷鏈端38上。大致圓柱形的安裝柱108通過間隔開的上鉸鏈112和下鉸鏈116附接到或安裝在爐62上。柱108通過具有用于接納柱108的上端的圓形凹部(未示出)的上部支架120和也具有用于接納柱108的下端的圓形凹部128的下部支架124樞轉(zhuǎn)地安裝在框架14上。內(nèi)嵌式載荷傳感器(cell) 132在下部拉桿66的相應(yīng)上端和下端之間安裝在下部拉桿66上，以直接測(cè)量施加到試驗(yàn)樣本58上的載荷。下部萬向接頭136將下部拉桿66的下端連接或附接到總體上表示為140的可豎直地移動(dòng)的十字頭組件上。十字頭組件140包括大致水平延伸的十字頭144，該十字頭連接或附接到ー對(duì)大致豎直延伸并且間隔開的桿148上或者以其它方式與桿148相關(guān)，其中，桿148連接或附接到水平基部152上。手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄156安裝在基部152上,用于相對(duì)于框架14向上或向下豎直移動(dòng)載荷鏈區(qū)段18或者調(diào)節(jié)載荷鏈區(qū)段18的位置。爐控制盒160安裝在框架14上并且通過控制線纜或線路(未示出)而連接到爐62上，以控制爐62內(nèi)的環(huán)境狀況(例如，試驗(yàn)樣本58周圍的溫度、壓力、氣體等)。樞轉(zhuǎn)連接器170用于在接頭74處將臂26的載荷調(diào)節(jié)端42連接或附接到上部連接器70上。上部連接器70在此圖示為柔性連桿或上部鏈條85。上部鏈條85連接到R比例或最低載荷盤174。載荷盤174連接或附接到流體機(jī)械肌78的上端上。肌78包括用于對(duì)肌78進(jìn)行加壓和減壓的流體輸入和輸出管線178。肌78的下端連接或附接到在此圖示為柔性連桿或下部鏈條84的下部連接器82上。由于下部鏈條84是柔性的，故它在肌78處于伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)提供充分的松弛，使得第ー載荷86完全或基本上完全地減小，也即試驗(yàn)樣本58上不存在由第一載荷86所施加的力 或應(yīng)力。下部鏈條84提供用于當(dāng)載荷在試驗(yàn)循環(huán)的該部分期間減小時(shí)至少使載荷(S卩，第ー載荷86)的主要部分與試驗(yàn)樣本58相分離(例如，機(jī)械分離)的機(jī)構(gòu)。下部鏈條84連接或附接到包括水平重量平臺(tái)182的第一載荷86上。長(zhǎng)形重量接納桿186連接或附接到重量平臺(tái)182上并且自其大致豎直地向上延伸。重量接納桿186然后連接或附接到下部鏈條84上。質(zhì)量相似或不同的ー個(gè)或多個(gè)重量(或載重)190可裝載到平臺(tái)182上并且配置有槽ロ 194使得重量190可由桿186牢固地接納。參見圖I和圖2，第二循環(huán)加載系統(tǒng)96包括第二控制器98，以通過控制用于施加和減小第二載荷36的第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)35來使試驗(yàn)樣本58上的第二加載循環(huán)，其中，第ニ載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)附接到下部連接器82上，該下部連接器在其上端連接或附接到肌78的下端上。然而，第一循環(huán)加載系統(tǒng)92設(shè)計(jì)成用于持續(xù)峰值低周疲勞(SPLCF)和保持時(shí)間試驗(yàn)，以在蠕變破壞試驗(yàn)中檢驗(yàn)用于制造燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件的材料隨時(shí)間推移的疲勞裂紋生長(zhǎng)行為。第二循環(huán)加載系統(tǒng)96設(shè)計(jì)成用以對(duì)蠕變破壞試驗(yàn)框架和系統(tǒng)上的試驗(yàn)樣本58上執(zhí)行超峰值加載或多重加載。參見圖2和圖3，第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)35在此圖示為擱置或支承在支承板118上的可充氣超峰值裝置110，其中，支承板118安裝在框架14上。超峰值裝置110包括帶有用于支承圖示為第二重量37的第二載荷36的平直頂部162的中空殼體158。設(shè)置在殼體158內(nèi)的可充氣囊袋包括囊袋下部166，當(dāng)對(duì)囊袋164充氣時(shí)該囊袋下部從位于殼體158底部的開ロ 168伸出。殼體158或在對(duì)其充分充氣時(shí)的囊袋164擱置在支承板118上。通過空氣供應(yīng)管線167，對(duì)囊袋164進(jìn)行充氣或放氣。殼體158包括包圍下部連接器82的中空轂214。可調(diào)節(jié)的套環(huán)夾216包括套環(huán)172并且通過豎直調(diào)節(jié)螺釘218可調(diào)節(jié)地夾持在下部連接器82的重量接納桿186上。殼體158包括帶有朝下的斜面222的環(huán)形內(nèi)臺(tái)肩220，當(dāng)對(duì)囊袋164放氣時(shí)該內(nèi)臺(tái)肩接合套環(huán)172的帶有朝上的斜面226的環(huán)形外臺(tái)肩224。當(dāng)對(duì)囊袋164放氣時(shí)，內(nèi)臺(tái)肩220擱置在外臺(tái)肩224上并且通過第二重量37所產(chǎn)生的第二載荷36經(jīng)接納桿186和肌78而施加到樣本58。當(dāng)對(duì)囊袋164充氣時(shí)，內(nèi)臺(tái)肩220上升脫離外臺(tái)肩224并且第二重量37擱置在支承板118上且第二載荷36不再施加到樣本58。因此，通過在第二控制器98的控制下循環(huán)地對(duì)囊袋164進(jìn)行放氣和充氣，可將第二載荷36循環(huán)地施加到樣本58。第二載荷36是對(duì)第一載荷86的累加。第一電子控制器94和第二電子控制器98可操作以如圖6中所示那樣分別提供第一循環(huán)438和第二循環(huán)442的第一加載速率426和第二加載速率428以及第一停留時(shí)長(zhǎng)432和第二停留時(shí)長(zhǎng)434。第一循環(huán)438在此圖示為超峰值加載循環(huán)并且包括第一載荷86和第二載荷36。第二載荷36通過對(duì)囊袋164進(jìn)行放氣來施加。第二循環(huán)442在此圖示為保持時(shí)間加載循環(huán)并且僅包括第一載荷86。保持時(shí)間加載循環(huán)通過對(duì)囊袋164進(jìn)行充氣而發(fā)生。圖4中所示的第二電子控制器98經(jīng)由壓力控制而提供載荷提升能力并經(jīng)由延時(shí)繼電器而提供超峰值第二停留時(shí)長(zhǎng)434。第二循環(huán)加載系統(tǒng)96可安裝在現(xiàn)有的杠桿臂蠕變破壞框架上并允許多重施加的機(jī)械加載，例如如上所述的超峰值加載。第二電子控制器98圖示為包括用于在所需的供應(yīng)壓カ下經(jīng)空氣供應(yīng)管線167供應(yīng)用于對(duì)囊袋164進(jìn)行充氣的空氣供應(yīng)調(diào)節(jié)器176。圖5是通過可使用圖1-4的系統(tǒng)和設(shè)備來執(zhí)行的超峰值加載而進(jìn)行持續(xù)峰值低周疲勞(SPLCF)試驗(yàn)的示范性曲線圖400。該SPLCF試驗(yàn)的曲線圖400具有表示為410的一系列谷，這些谷代表在第一循環(huán)438的減小(載荷減少)階段期間試驗(yàn)樣本上的載荷沿圖400的由第一向下斜坡414表示的部分。曲線圖400包括一系列第一平穩(wěn)段(plateaus) 420，這些第一平穩(wěn)段代表所組合載荷LI的持續(xù)施加(保持)，該組合載荷是在試驗(yàn)樣本58上分別通過第一重量88和第二重量37所產(chǎn)生的第一載荷86和第二載荷36的組合。保持載荷LI持續(xù)第一時(shí)間段Tl，該第一時(shí)間段Tl通過在圖4中所示的超峰值控制器或第二控制器98上設(shè)定的延時(shí)來控制。超峰值載荷L2的移除通過對(duì)囊袋164進(jìn)行充氣來執(zhí)行。第二時(shí)長(zhǎng)T2代表在試驗(yàn)樣本58上圖不為第一重量88的第一載荷86的保持時(shí)間或峰值加載。L3代表當(dāng)對(duì)囊袋164進(jìn)行充氣時(shí)通過圖3中的肌78的收縮而減小載荷86。 曲線圖400還包括一系列第二平穩(wěn)段422，這些第二平穩(wěn)段代表在試驗(yàn)樣本58上通過由第二重量37產(chǎn)生的第二載荷36所代表的第二循環(huán)442的保持時(shí)間或峰值載荷的施加(保持)。第一向上斜坡424代表第一循環(huán)438的加載(載荷增加)階段。SPLCF試驗(yàn)中的載荷的施加和減小相對(duì)迅速并且SPLCF試驗(yàn)中的峰值和超峰值載荷(參看第一平穩(wěn)段420和第二平穩(wěn)段422)的施加在給定或分散的時(shí)間段被保持或維持在指定水平。由于SPLCF試驗(yàn)中載荷的反復(fù)施加和減小，曲線圖400代表多個(gè)第一循環(huán)438和第二循環(huán)442，在其中載荷施加、保持/維持且然后減小。所組合的循環(huán)430 (包括第一循環(huán)438和第二循環(huán)442兩者)具有時(shí)長(zhǎng)436、起點(diǎn)440和終點(diǎn)450。圖6是圖5中所示的單個(gè)組合的循環(huán)430的放大曲線圖500。超峰值加載具有等于第二重量37的超峰值幅度和由第二控制器98控制的超峰值持續(xù)時(shí)間。第二向上斜坡454代表該試驗(yàn)循環(huán)的超峰值加載(載荷増加)階段。第二向下斜坡456代表該試驗(yàn)循環(huán)的超峰值載荷減小(載荷減少)階段。第一循環(huán)438和第二循環(huán)442在此圖示為峰值加載循環(huán)和超峰值加載循環(huán)。本發(fā)明已采用舉例方式進(jìn)行了描述。應(yīng)理解，所使用的術(shù)語g在具有描述用詞的性質(zhì)而不具有限制性質(zhì)。雖然文中已描述視為本發(fā)明的優(yōu)選和示例性的實(shí)施例的內(nèi)容，但根據(jù)本文的教導(dǎo)，本發(fā)明的其它改型對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說應(yīng)該是顯而易見的，且因此，希望在所附權(quán)利要求中對(duì)諸如落入本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有此類改型加以保護(hù)。
因此，希望保護(hù)如在所附權(quán)利要求中定義和區(qū)分的發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種試驗(yàn)樣本(58)拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12),包括 第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)，用于在所述試驗(yàn)樣本(58)上循環(huán)地施加和減小第一載荷(23)， 第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(35)，用于循環(huán)地施加和減小第二載荷(36)， 所述第一載荷和第二載荷(23，36)為拉伸載荷，以及 第一控制器和第二控制器(94，98)，其以控制方式連接到所述第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25，35)上并且可操作以分別使所述第一載荷和第二載荷(23，36)在所述試驗(yàn)樣本(58)上獨(dú)立地循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)，其特征在于，所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)還包括，所述第一控制器和第二控制器(94，98)可操作以使累加的所述第一載荷和第二載荷(23，36)在所述試驗(yàn)樣本(58)上循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)，其特征在于，所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)還包括，所述第一控制器和第二控制器(94，98)可操作以使所述第一載荷和第二載荷(23，36)循環(huán)從而分別對(duì)所述樣本(58)進(jìn)行峰值加載和超峰值加載。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)，其特征在于，所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)還包括，所述第一控制器和第二控制器(94，98)可操作以分別控制所述試驗(yàn)樣本(58)上的第一加載循環(huán)和第二加載循環(huán)(438，442)的第一加載速率和第二加載速率(426，428)以及第一停留時(shí)長(zhǎng)和第二停留時(shí)長(zhǎng)(432，434)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)，其特征在于，所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)還包括，所述第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(35)包括擱置或支承在支承板(118)上的可充氣超峰值裝置(110)，所述支承板(118)安裝在所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)的框架(14)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)，其特征在于，所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)還包括 所述可充氣超峰值裝置(110)包括帶有用于支承所述第二載荷(36)的平直頂部(162)的中空殼體(158)， 設(shè)置在所述殼體(158)內(nèi)的可充氣囊袋(164)，以及 當(dāng)對(duì)所述囊袋(164)充氣時(shí)從位于所述殼體(158)的底部處的開口(168)伸出的囊袋下部(166)。
7.—種試驗(yàn)樣本(58)拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12),包括 連接到所述試驗(yàn)樣本(58)上的載荷鏈區(qū)段(18)， 大致水平延伸并且可在所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)的框架(14)上樞轉(zhuǎn)的可樞轉(zhuǎn)杠桿臂(26)， 第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)，用于在所述試驗(yàn)樣本(58)上循環(huán)地施加和減小第一載荷(23)， 第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(35)，用于循環(huán)地施加和減小第二載荷(36)， 所述第一載荷和第二載荷(23，36)為拉伸載荷， 所述第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25，35)從所述杠桿臂(26)的載荷調(diào)節(jié)端(42)大致豎直地向下延伸， 所述載荷鏈區(qū)段(18)從所述杠桿臂(26)的載荷鏈端(38)大致豎直地向下延伸，以及第一控制器和第二控制器(94，98)，其以控制方式連接到所述第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25，35)上并且可操作以分別使所述第一載荷和第二載荷(23，36)在所述試驗(yàn)樣本(58)上獨(dú)立地循環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)，其特征在于，所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)還包括 所述第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(35)包括擱置或支承在支承板(118)上的可充氣超峰值裝置(110)，所述支承板(118)安裝在所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)的框架(14)上， 所述可充氣超峰值裝置(110)包括帶有用于支承所述第二載荷(36)的平直頂部(162)的中空殼體(158)， 設(shè)置在所述殼體(158)內(nèi)的可充氣囊袋(164)，以及 當(dāng)對(duì)所述囊袋(164)充氣時(shí)從位于所述殼體(158)的底部處的開口(168)伸出的囊袋下部(166)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)，其特征在于，所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)還包括，所述第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)包括長(zhǎng)度收縮和伸長(zhǎng)以便循環(huán)地施加和減小所述第一載荷(23)的流體機(jī)械肌(78)，以及所述第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(35)包括擱置或支承在支承板(118)上的可充氣超峰值裝置(110)，所述支承板(118)安裝在所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)的框架(14)上。
10.一種用于在拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)上對(duì)試驗(yàn)樣本(58)進(jìn)行超峰值載荷試驗(yàn)的方法，所述方法包括 將試驗(yàn)樣本(58)安裝在拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)的載荷鏈區(qū)段(18)中，所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)具有大致水平延伸并且可在所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)的框架(14)上樞轉(zhuǎn)的可樞轉(zhuǎn)杠桿臂(26)， 所述載荷鏈區(qū)段(18)從所述杠桿臂(26)的載荷鏈端(38)大致豎直地向下延伸， 在所述試驗(yàn)樣本(58)上分別通過第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25，35)來循環(huán)地施加和減小第一拉伸載荷和第二拉伸載荷(23,36), 所述第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25，35)從與所述杠桿臂(26)的所述載荷鏈端(38)相對(duì)的載荷調(diào)節(jié)端(42)大致豎直地向下延伸， 使用分別以控制方式連接到所述第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25，35)上的第一控制器和第二控制器(94,98)來使所述第一載荷和第二載荷(23,36)獨(dú)立地循環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 所述第一載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)包括長(zhǎng)度收縮和伸長(zhǎng)的流體機(jī)械肌(78)，以及循環(huán)地施加和減小所述第一載荷(23)包括分別使所述流體機(jī)械肌(78)的長(zhǎng)度收縮和伸長(zhǎng)， 所述第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(35)包括擱置或支承在支承板(118)上的可充氣超峰值裝置(110)，所述支承板(118)安裝在所述拉伸試驗(yàn)設(shè)備(12)的框架(14)上， 所述可充氣超峰值裝置(110)包括支承所述第二載荷(36)的中空殼體(158)， 設(shè)置在所述殼體(158)內(nèi)的可充氣囊袋(164)， 當(dāng)對(duì)所述囊袋(164)充氣時(shí)從位于所述殼體(158)的底部處的開口(168)伸出的囊袋下部(166)，以及 循環(huán)地施加和減小所述第二載荷(36)包括分別對(duì)所述囊袋(164)進(jìn)行放氣和充氣。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括一起施加所述第一載荷和第二載荷(23，36)以便對(duì)所述樣本(58)進(jìn)行超峰值加載并在保持所述第一載荷(23)恒定的同時(shí)移除所述第二載荷(36)以便進(jìn)行峰值加載。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法還包括分別在所述第一載荷和第二載荷(23，36)的循環(huán)期間控制第一循環(huán)和第二循環(huán)(438，442)的第一加載速率和第二加載速率(426，428)以及第一停留時(shí)長(zhǎng)和第二停留時(shí)長(zhǎng)(432，434)，其中，所述第二循環(huán)(442)顯著短于所述第一循環(huán)(438)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于蠕變破壞試驗(yàn)的超峰值加載的設(shè)備和方法。具體而言，一種方法和試驗(yàn)設(shè)備包括用于在樣本上循環(huán)地施加和減小第一和第二拉伸載荷的第一和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及連接到第一和第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上以便使累加的載荷獨(dú)立地循環(huán)的第一和第二控制器。使第一和第二載荷循環(huán)以便分別對(duì)樣本進(jìn)行峰值加載和超峰值加載，并且控制第一和第二循環(huán)的第一和第二加載速率以及第一和第二停留時(shí)長(zhǎng)以便分別進(jìn)行峰值加載和超峰值加載。第二載荷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可包括擱置在安裝于設(shè)備框架上的板上的可充氣超峰值裝置。該裝置包括用于支承第二載荷的中空殼體、在殼體內(nèi)的可充氣囊袋，以及當(dāng)對(duì)囊袋充氣時(shí)從位于殼體底部的開口伸出的囊袋下部。
文檔編號(hào)G01N3/32GK102706756SQ20121008971
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者J·L·邁爾斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司