专利名称：测试钛合金大型薄壁筒形件环向性能的液压破坏装置的制作方法
技术领域：
本发 明涉及一种测试钛合金大型薄壁筒形件的液压破坏装置。
背景技术：
钛合金具有比强度高、比刚度高、耐热耐腐蚀等优点，因而在航空、航天、兵器和石油化工等领域得到了日益广泛的应用。随着以上各领域减重、节省原材料及降低成本的需要，钛合金等薄壁回转体构件有着越来越广泛的应用，特别是钛合金大型薄壁筒形件有着重要的用途。但是目前对于钛合金大型薄壁筒形件的整体性能测试缺乏有效的手段，只能通过在筒形件上沿轴向和横向截取试样后做拉伸试验来间接估算筒形件的整体力学性能。 然而，对于大型薄壁筒形件的环向试样截取后进行拉伸试验前需将试样校直，这样在一定程度上影响了环向性能的测试结果，并且对大型薄壁筒形件进行环向性能整体测试更是难以进行。这样势必对于大型薄壁筒形件的结构设计和选取会带来不小的麻烦，难以实现结构的最优化和轻量化。因此必须设计出测试钛合金大型薄壁筒形件环向性能的测试装置， 才能准确的评定钛合金大型薄壁筒形件的整体性能。目前，采用液压胀形的方法来测试压力容器的耐压性能是一种可行的方法，但是对于筒形件测试耐压性能时若采用常规的两端封堵加焊接的方法，两端堵板由于受力面积大而承受较小的压强就会产生极大的轴向张力，使得两端堵板处的环焊缝开裂，从而难以准确测出薄壁筒的环向性能，尤其是对于高强度的钛合金材料更是如此。
发明内容
本发明为了解决目前测试筒形件的环向性能时测试结果不准确尤其是测试大型薄壁筒形件难以进行的问题，提供了一种测试钛合金大型薄壁筒形件环向性能的液压破坏
直ο本发明解决上述技术问题采取的技术方案是所述液压破坏装置包括减力筒、第一法兰、第二法兰、第一支撑环和第二支撑环，第一支撑环套装在减力筒的外壁的上部，第二支撑环套装在减力筒的外壁的下部，减力筒与第一支撑环和第二支撑环连接，第二法兰设在第二支撑环的上端面且二者可拆卸连接，第一法兰设在第一支撑环的下端面且二者可拆卸连接，被测试的钛合金筒套装在减力筒的外部，第一法兰和第二法兰套在被测试的钛合金筒的外部，被测试的钛合金筒的上端与第一法兰对角焊接，被测试的钛合金筒的下端与第二法兰对角焊接，减力筒、第一支撑环、第一法兰、被测试的钛合金筒、第二法兰和第二支撑环构成封闭液室空腔，减力筒的上端面对称开有一个排气孔和进水孔，排气孔和进水孔的一端均与封闭液室空腔连通。本发明具有以下有益效果本发明对于大型薄壁筒形件进行整体性能测试时采用减力筒可灵活控制筒形件的轴向受力，使其轴向受力较不采用减力筒时减小95%以上；对于被测试的钛合金筒与第一法兰和第二法兰采用对角焊结构可大大增强被测试的钛合金筒与第一法兰和第二法兰的轴向连接强度，消除由于大型薄壁筒在液压胀形的过程中轴向受力过大而出现两端环向焊缝开裂的现象，防止二者在液室压力升高时沿轴向脱开，使得整个测试装置中最薄弱的位置处于筒形件表面环向，从而更准确的测出钛合金大型薄壁筒形件的环向性能。
图1是 本发明整体结构剖视图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1说明本实施方式，本实施方式的液压破坏装置包括减力筒2、第一法兰3-1、第二法兰3-2、第一支撑环4-1和第二支撑环4-2，第一支撑环4_1套装在减力筒2的外壁的上部，第二支撑环4-2套装在减力筒2的外壁的下部，减力筒2与第一支撑环4-1和第二支撑环4-2连接，第一法兰3-1和第二法兰3-2套在减力筒2的外部， 第二法兰3-2设在第二支撑环4-2的上端面且二者可拆卸连接，第一法兰3-1设在第一支撑环4-1的下端面且二者可拆卸连接，被测试的钛合金筒1套装在减力筒2的外部，被测试的钛合金筒1的上端与第一法兰3-1对角焊接，被测试的钛合金筒1的下端与第二法兰3-2 对角焊接，减力筒2、第一支撑环4-1、第一法兰3-1、被测试的钛合金筒1、第二法兰3-2和第二支撑环4-2构成封闭液室空腔9，减力筒2的上端面对称开有一个排气孔5和进水孔 6，排气孔5和进水孔6的一端均与封闭液室空腔9连通。其中被测试的钛合金筒1的外径大于350mm，壁厚小于3mm。第一法兰3-1和第二法兰3-2和被测试的钛合金筒1采用的套接后焊接方式连接，使得被测试的钛合金筒1在试验破坏之后可将此处焊缝去除以将测试件与第一法兰 3-1和第二法兰3-2脱离，然后只需少量机加工甚至不需机加工即可将此第一法兰3-1和第二法兰3-2重复使用，从而可大大降低被测试的钛合金筒1性能测试试验的成本。
具体实施方式
二 本实施方式的第一法兰3-1和第二法兰3-2由金属材料钛制成， 此结构与钛合金筒可焊性较好且可降低装置成本。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图1说明本实施方式，本实施方式的减力筒2的下部设有凸台2-1，第二支撑环4-2设置在凸台2-1的上端面上，此结构可使得第二支撑环4-2以上的封闭液室空腔9以减力筒为中心对称分布，且被测试的钛合金筒1在封闭液室空腔9中压力升高时受力平衡。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四结合图1说明本实施方式，本实施方式的所述液压破坏装置还包括两个第一密封圈7和两个第二密封圈8，第一支撑环4-1和第二支撑环4-2与减力筒2 通过两个第一密封圈7轴向密封，第一法兰3-1和第一支撑环4-1以及第二法兰3-2和第二支撑环4-2之间各采用一个第二密封圈8环向密封，此结构密封效果好。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。工作原理打开进水孔6和排气孔5，液体通过进水孔6沿着减力筒2进入封闭液室空腔9，逐步往封闭液室空腔9中注满液体，最终迫使封闭液室空腔9中空气从排气孔5 中排除；待封闭液室空腔9中气体排尽后采用专用堵头封闭排气孔5 ；采用增压泵通过进水孔6进一步向封闭液室空腔9中注入液体，使得封闭液室空腔9内压力持续升高，通过压力表监测封闭液室空腔9中压力；随着封闭液室空腔9中压力继续升高， 被测试的钛合金筒1 中部出现膨出减薄，直至破裂，记录下被测试的钛合金筒1破裂前封闭液室空腔9中的最高压力，即可计算出被测试的钛合金筒1的切向强度。
权利要求
1.一种测试钛合金大型薄壁筒形件环向性能的液压破坏装置，其特征在于所述液压破坏装置包括减力筒(2)、第一法兰(3-1)、第二法兰(3-2)、第一支撑环(4-1)和第二支撑环 (4-2)，第一支撑环(4-1)套装在减力筒(2)的外壁的上部，第二支撑环(4-2)套装在减力筒(2)的外壁的下部，减力筒(2)与第一支撑环(4-1)和第二支撑环(4-2)连接，第二法兰 (3-2)设在第二支撑环(4-2)的上端面且二者可拆卸连接，第一法兰(3-1)设在第一支撑环 (4-1)的下端面且二者可拆卸连接，被测试的钛合金筒(1)套装在减力筒(2)的外部，第一法兰(3-1)和第二法兰(3-2)套在被测试的钛合金筒⑴的外部，被测试的钛合金筒⑴的上端与第一法兰(3-1)对角焊接，被测试的钛合金筒(1)的下端与第二法兰(3-2)对角焊接，减力筒(2)、第一支撑环(4-1)、第一法兰(3-1)、被测试的钛合金筒(1)、第二法兰(3-2) 和第二支撑环(4-2)构成封闭液室空腔(9)，减力筒(2)的上端面对称开有一个排气孔(5) 和进水孔(6)，排气孔(5)和进水孔(6)的一端均与封闭液室空腔(9)连通。
2.根据权利要求1所述测试钛合金大型薄壁筒形件环向性能的液压破坏装置，其特征在于第一法兰(3-1)和第二法兰(3-2)由金属材料钛制成。
3.根据权利要求1或2所述测试钛合金大型薄壁筒形件环向性能的液压破坏装置，其特征在于减力筒(2)的下部设有凸台(2-1)，第二支撑环(4-2)设置在凸台(2-1)的上端面上。
4.根据权利要求3所述测试钛合金大型薄壁筒形件环向性能的液压破坏装置，其特征在于所述液压破坏装置还包括两个第一密封圈(7)和两个第二密封圈(8)，第一支撑环(4-1)和第二支撑环(4-2)与减力筒(2)通过两个第一密封圈(7)轴向密封，第一法兰 (3-1)和第一支撑环(4-1)以及第二法兰(3-2)和第二支撑环(4-2)之间各采用一个第二密封圈(8)环向密封。
全文摘要
测试钛合金大型薄壁筒形件环向性能的液压破坏装置，它涉及一种液压破坏装置。针对目前测试筒形件的环向性能时测试结果不准确尤其是测试大型薄壁筒形件难以进行的问题。减力筒与第一支撑环和第二支撑环连接，第二法兰设在第二支撑环的上端面且二者可拆卸连接，第一法兰设在第一支撑环的下端面且二者可拆卸连接，被测试的钛合金筒套装在减力筒的外部，被测试的钛合金筒的上端与第一法兰对角焊接，被测试的钛合金筒的下端与第二法兰对角焊接，减力筒、第一支撑环、第一法兰、被测试的钛合金筒、第二法兰和第二支撑环构成封闭液室空腔，减力筒的上端面对称开有一个排气孔和进水孔。本发明用于测试钛合金大型薄壁金薄壁筒形件的环向力学性能。
文档编号G01N3/12GK102175531SQ20111002818
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者单德彬, 徐文臣, 陈勇, 陈宇 申请人:哈尔滨工业大学