專利名稱：測試鈦合金大型薄壁筒形件環向性能的液壓破壞裝置的制作方法
技術領域：
本發 明涉及一種測試鈦合金大型薄壁筒形件的液壓破壞裝置。
背景技術：
鈦合金具有比強度高、比剛度高、耐熱耐腐蝕等優點，因而在航空、航天、兵器和石油化工等領域得到了日益廣泛的應用。隨著以上各領域減重、節省原材料及降低成本的需要，鈦合金等薄壁回轉體構件有著越來越廣泛的應用，特別是鈦合金大型薄壁筒形件有著重要的用途。但是目前對于鈦合金大型薄壁筒形件的整體性能測試缺乏有效的手段，只能通過在筒形件上沿軸向和橫向截取試樣后做拉伸試驗來間接估算筒形件的整體力學性能。 然而，對于大型薄壁筒形件的環向試樣截取后進行拉伸試驗前需將試樣校直，這樣在一定程度上影響了環向性能的測試結果，并且對大型薄壁筒形件進行環向性能整體測試更是難以進行。這樣勢必對于大型薄壁筒形件的結構設計和選取會帶來不小的麻煩，難以實現結構的最優化和輕量化。因此必須設計出測試鈦合金大型薄壁筒形件環向性能的測試裝置， 才能準確的評定鈦合金大型薄壁筒形件的整體性能。目前，采用液壓脹形的方法來測試壓力容器的耐壓性能是一種可行的方法，但是對于筒形件測試耐壓性能時若采用常規的兩端封堵加焊接的方法，兩端堵板由于受力面積大而承受較小的壓強就會產生極大的軸向張力，使得兩端堵板處的環焊縫開裂，從而難以準確測出薄壁筒的環向性能，尤其是對于高強度的鈦合金材料更是如此。
發明內容
本發明為了解決目前測試筒形件的環向性能時測試結果不準確尤其是測試大型薄壁筒形件難以進行的問題，提供了一種測試鈦合金大型薄壁筒形件環向性能的液壓破壞
直ο本發明解決上述技術問題采取的技術方案是所述液壓破壞裝置包括減力筒、第一法蘭、第二法蘭、第一支撐環和第二支撐環，第一支撐環套裝在減力筒的外壁的上部，第二支撐環套裝在減力筒的外壁的下部，減力筒與第一支撐環和第二支撐環連接，第二法蘭設在第二支撐環的上端面且二者可拆卸連接，第一法蘭設在第一支撐環的下端面且二者可拆卸連接，被測試的鈦合金筒套裝在減力筒的外部，第一法蘭和第二法蘭套在被測試的鈦合金筒的外部，被測試的鈦合金筒的上端與第一法蘭對角焊接，被測試的鈦合金筒的下端與第二法蘭對角焊接，減力筒、第一支撐環、第一法蘭、被測試的鈦合金筒、第二法蘭和第二支撐環構成封閉液室空腔，減力筒的上端面對稱開有一個排氣孔和進水孔，排氣孔和進水孔的一端均與封閉液室空腔連通。本發明具有以下有益效果本發明對于大型薄壁筒形件進行整體性能測試時采用減力筒可靈活控制筒形件的軸向受力，使其軸向受力較不采用減力筒時減小95%以上；對于被測試的鈦合金筒與第一法蘭和第二法蘭采用對角焊結構可大大增強被測試的鈦合金筒與第一法蘭和第二法蘭的軸向連接強度，消除由于大型薄壁筒在液壓脹形的過程中軸向受力過大而出現兩端環向焊縫開裂的現象，防止二者在液室壓力升高時沿軸向脫開，使得整個測試裝置中最薄弱的位置處于筒形件表面環向，從而更準確的測出鈦合金大型薄壁筒形件的環向性能。
圖1是 本發明整體結構剖視圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖1說明本實施方式，本實施方式的液壓破壞裝置包括減力筒2、第一法蘭3-1、第二法蘭3-2、第一支撐環4-1和第二支撐環4-2，第一支撐環4_1套裝在減力筒2的外壁的上部，第二支撐環4-2套裝在減力筒2的外壁的下部，減力筒2與第一支撐環4-1和第二支撐環4-2連接，第一法蘭3-1和第二法蘭3-2套在減力筒2的外部， 第二法蘭3-2設在第二支撐環4-2的上端面且二者可拆卸連接，第一法蘭3-1設在第一支撐環4-1的下端面且二者可拆卸連接，被測試的鈦合金筒1套裝在減力筒2的外部，被測試的鈦合金筒1的上端與第一法蘭3-1對角焊接，被測試的鈦合金筒1的下端與第二法蘭3-2 對角焊接，減力筒2、第一支撐環4-1、第一法蘭3-1、被測試的鈦合金筒1、第二法蘭3-2和第二支撐環4-2構成封閉液室空腔9，減力筒2的上端面對稱開有一個排氣孔5和進水孔 6，排氣孔5和進水孔6的一端均與封閉液室空腔9連通。其中被測試的鈦合金筒1的外徑大于350mm，壁厚小于3mm。第一法蘭3-1和第二法蘭3-2和被測試的鈦合金筒1采用的套接后焊接方式連接，使得被測試的鈦合金筒1在試驗破壞之后可將此處焊縫去除以將測試件與第一法蘭 3-1和第二法蘭3-2脫離，然后只需少量機加工甚至不需機加工即可將此第一法蘭3-1和第二法蘭3-2重復使用，從而可大大降低被測試的鈦合金筒1性能測試試驗的成本。
具體實施方式
二 本實施方式的第一法蘭3-1和第二法蘭3-2由金屬材料鈦制成， 此結構與鈦合金筒可焊性較好且可降低裝置成本。其它組成及連接關系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結合圖1說明本實施方式，本實施方式的減力筒2的下部設有凸臺2-1，第二支撐環4-2設置在凸臺2-1的上端面上，此結構可使得第二支撐環4-2以上的封閉液室空腔9以減力筒為中心對稱分布，且被測試的鈦合金筒1在封閉液室空腔9中壓力升高時受力平衡。其它組成及連接關系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四結合圖1說明本實施方式，本實施方式的所述液壓破壞裝置還包括兩個第一密封圈7和兩個第二密封圈8，第一支撐環4-1和第二支撐環4-2與減力筒2 通過兩個第一密封圈7軸向密封，第一法蘭3-1和第一支撐環4-1以及第二法蘭3-2和第二支撐環4-2之間各采用一個第二密封圈8環向密封，此結構密封效果好。其它組成及連接關系與具體實施方式
一相同。工作原理打開進水孔6和排氣孔5，液體通過進水孔6沿著減力筒2進入封閉液室空腔9，逐步往封閉液室空腔9中注滿液體，最終迫使封閉液室空腔9中空氣從排氣孔5 中排除；待封閉液室空腔9中氣體排盡后采用專用堵頭封閉排氣孔5 ；采用增壓泵通過進水孔6進一步向封閉液室空腔9中注入液體，使得封閉液室空腔9內壓力持續升高，通過壓力表監測封閉液室空腔9中壓力；隨著封閉液室空腔9中壓力繼續升高， 被測試的鈦合金筒1 中部出現膨出減薄，直至破裂，記錄下被測試的鈦合金筒1破裂前封閉液室空腔9中的最高壓力，即可計算出被測試的鈦合金筒1的切向強度。
權利要求
1.一種測試鈦合金大型薄壁筒形件環向性能的液壓破壞裝置，其特征在于所述液壓破壞裝置包括減力筒(2)、第一法蘭(3-1)、第二法蘭(3-2)、第一支撐環(4-1)和第二支撐環 (4-2)，第一支撐環(4-1)套裝在減力筒(2)的外壁的上部，第二支撐環(4-2)套裝在減力筒(2)的外壁的下部，減力筒(2)與第一支撐環(4-1)和第二支撐環(4-2)連接，第二法蘭 (3-2)設在第二支撐環(4-2)的上端面且二者可拆卸連接，第一法蘭(3-1)設在第一支撐環 (4-1)的下端面且二者可拆卸連接，被測試的鈦合金筒(1)套裝在減力筒(2)的外部，第一法蘭(3-1)和第二法蘭(3-2)套在被測試的鈦合金筒⑴的外部，被測試的鈦合金筒⑴的上端與第一法蘭(3-1)對角焊接，被測試的鈦合金筒(1)的下端與第二法蘭(3-2)對角焊接，減力筒(2)、第一支撐環(4-1)、第一法蘭(3-1)、被測試的鈦合金筒(1)、第二法蘭(3-2) 和第二支撐環(4-2)構成封閉液室空腔(9)，減力筒(2)的上端面對稱開有一個排氣孔(5) 和進水孔(6)，排氣孔(5)和進水孔(6)的一端均與封閉液室空腔(9)連通。
2.根據權利要求1所述測試鈦合金大型薄壁筒形件環向性能的液壓破壞裝置，其特征在于第一法蘭(3-1)和第二法蘭(3-2)由金屬材料鈦制成。
3.根據權利要求1或2所述測試鈦合金大型薄壁筒形件環向性能的液壓破壞裝置，其特征在于減力筒(2)的下部設有凸臺(2-1)，第二支撐環(4-2)設置在凸臺(2-1)的上端面上。
4.根據權利要求3所述測試鈦合金大型薄壁筒形件環向性能的液壓破壞裝置，其特征在于所述液壓破壞裝置還包括兩個第一密封圈(7)和兩個第二密封圈(8)，第一支撐環(4-1)和第二支撐環(4-2)與減力筒(2)通過兩個第一密封圈(7)軸向密封，第一法蘭 (3-1)和第一支撐環(4-1)以及第二法蘭(3-2)和第二支撐環(4-2)之間各采用一個第二密封圈(8)環向密封。
全文摘要
測試鈦合金大型薄壁筒形件環向性能的液壓破壞裝置，它涉及一種液壓破壞裝置。針對目前測試筒形件的環向性能時測試結果不準確尤其是測試大型薄壁筒形件難以進行的問題。減力筒與第一支撐環和第二支撐環連接，第二法蘭設在第二支撐環的上端面且二者可拆卸連接，第一法蘭設在第一支撐環的下端面且二者可拆卸連接，被測試的鈦合金筒套裝在減力筒的外部，被測試的鈦合金筒的上端與第一法蘭對角焊接，被測試的鈦合金筒的下端與第二法蘭對角焊接，減力筒、第一支撐環、第一法蘭、被測試的鈦合金筒、第二法蘭和第二支撐環構成封閉液室空腔，減力筒的上端面對稱開有一個排氣孔和進水孔。本發明用于測試鈦合金大型薄壁金薄壁筒形件的環向力學性能。
文檔編號G01N3/12GK102175531SQ20111002818
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月26日 優先權日2011年1月26日
發明者單德彬, 徐文臣, 陳勇, 陳宇 申請人:哈爾濱工業大學