一种用于疲劳裂纹扩展试验的薄板材料腐蚀装置

摘要

本发明属于疲劳试验技术，涉及对用于疲劳裂纹扩展试验的薄板材料腐蚀装置的改进。它包括腐蚀盒(2)、集液托盘(4)、进液管(5)和出液管(6)；其特征在于：还包括紧固螺钉(3)和密封圈(7)。本发明提出了一种改进的用于疲劳裂纹扩展试验的薄板材料腐蚀装置，简化了操作过程，提高了工作效率，保证了密封性，避免了环境污染。

说明书

技术领域

本发明属于疲劳试验技术，涉及对用于疲劳裂纹扩展试验的薄板材料腐 蚀装置的改进。

背景技术

损伤容限的理论和方法是先进航空装备设计和高性能航空材料研发与评 价的关键技术，准确掌握飞机蒙皮等薄板航空金属材料的da/dN-ΔK数据是 损伤容限设计中预测裂纹扩展寿命、制定检查周期等所必须的基本数据。当 代飞机的使用环境复杂多样，因此腐蚀环境下薄板材料的裂纹扩展试验作为 航空材料力学性能测试的重要内容，其必要性愈发显著，《结构耐久性和损伤 容限设计理论与方法》，郦正能编，北京航空航天大学出版社，1998年。想要 准确的掌握航空工程中薄板材料腐蚀环境下疲劳裂纹扩展性能，需要大量的 腐蚀疲劳裂纹扩展试验作为基础。

目前的一种用于疲劳裂纹扩展试验的薄板材料腐蚀装置参见图1：

一个内部有矩形腐蚀腔的长方体腐蚀盒2上表面和下表面分别有薄板进 口2c和薄板出口，薄板进口2c及薄板出口均与腐蚀腔连通，在腐蚀盒左表 面下部有一个与腐蚀盒2连接为整体的进液口5，腐蚀盒右表面上部有一个与 腐蚀盒2连接为整体的出液口6，进液口5与出液口6的内孔皆与腐蚀腔连通， 集液托盘4位于腐蚀盒2的下面，在集液托盘4上有一个尺寸和薄板出口相 同的集液托盘薄板出口。

用密封胶带密封薄板进口2c及薄板出口同试样1之间的空隙；将腐蚀盒 2的进液口5和出液口6连接胶皮管，进液口胶皮管接上水泵与出液口胶皮管 一同放置于盛有腐蚀溶液的容器中；将试样1穿过集液托盘4，用密封胶带密 封集液托盘薄板出口同试样间的空隙；

将试样1夹持到试验机夹头上，打开水泵，等待腐蚀盒2内形成腐蚀溶 液回流；

调整观测显微镜，操作试验机开始加载，观测并记录试验数据。

其缺点是：操作过程复杂，工作效率低，无法满足大批量腐蚀溶液裂纹 扩展试验的要求。原因在于：试样1安装进腐蚀装置后，薄板进口2c及薄板 出口同试样1之间存在空隙，需要手工用密封胶带密封薄板进口2c及薄板出 口同试样1之间的空隙，不仅对操作者技术及体力有较高要求，而且耗时很 多，工作效率低；同时，密封性不易保证，造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是：提出一种改进的用于疲劳裂纹扩展试验的薄板材料腐 蚀装置，以便简化操作过程，提高工作效率，保证密封性，避免环境污染。

本发明的技术方案是：一种用于疲劳裂纹扩展试验的薄板材料腐蚀装置， 包括腐蚀盒2、集液托盘4、进液管5和出液管6；在腐蚀盒2内部有一个腐 蚀腔，在腐蚀盒2的上表面有一个与腐蚀腔连通的薄板进口2c，在腐蚀盒2 的下表面有一个与腐蚀腔连通的薄板出口，进液管5和出液管6与腐蚀腔连 通；集液托盘4位于腐蚀盒2的下面，在集液托盘4上有一个尺寸和薄板出 口相同的集液托盘薄板出口；其特征在于：还包括紧固螺钉3和密封圈7；腐 蚀盒2是由两个结构对称的前半盒2a与后半盒2b对合形成的整盒，前半盒 2a是一个长方体，在前半盒2a的后表面上有一个矩形的前半盒腐蚀槽，在前 半盒腐蚀槽的外面有一个截面为半圆形的环形的前半盒密封槽，在前半盒2a 的前表面上有沿前表面周边均布的螺钉过孔，在前半盒2a的左表面下部有一 个和前半盒2a连接为整体的进液管5，进液管5的内孔与前半盒腐蚀槽连通， 在前半盒2a的后表面上部有一个矩形的前半盒薄板进口半槽，前半盒薄板进 口半槽开口于前半盒2a的上表面，前半盒薄板进口半槽和前半盒腐蚀槽连通， 在前半盒2a的后表面下部有一个矩形的前半盒薄板出口半槽，前半盒薄板出 口半槽开口于前半盒2a的下表面，前半盒薄板出口半槽和前半盒腐蚀槽连通； 后半盒2b是一个长方体，在后半盒2b的前表面上有一个矩形的后半盒腐蚀 槽，在后半盒腐蚀槽的外面有一个截面为半圆形的环形的后半盒密封槽，在 后半盒2b的前表面上有沿前表面周边均布的螺纹孔，螺纹孔的数量与前半盒 2a上的螺钉过孔的数量相同并且位置对应，在后半盒2b的右表面上部有一个 和后半盒2b连接为整体的出液管6，出液管6的内孔与后半盒腐蚀槽连通， 在后半盒2b的前表面上部有一个矩形的后半盒薄板进口半槽，后半盒薄板进 口半槽开口于后半盒2b的上表面，后半盒薄板进口半槽和后半盒腐蚀槽连通， 在后半盒2b的后表面下部有一个矩形的后半盒薄板出口半槽，后半盒薄板出 口半槽开口于后半盒2b的下表面，后半盒薄板出口半槽和后半盒腐蚀槽连通； 当前半盒2a的后表面与后半盒2b的前表面对合后，前半盒腐蚀槽和后半盒 腐蚀槽形成完整的腐蚀腔，前半盒薄板进口半槽和后半盒薄板进口半槽对合 形成腐蚀腔的薄板进口2c，前半盒薄板出口半槽和后半盒薄板出口半槽对合 形成腐蚀腔的薄板出口，在前半盒密封槽和后半盒密封槽内各安装一个密封 圈7；通过紧固螺钉3将前半盒2a与后半盒2b连接为整体。

本发明的优点是：提出了一种改进的用于疲劳裂纹扩展试验的薄板材料 腐蚀装置，简化了操作过程，提高了工作效率，保证了密封性，避免了环境 污染。

附图说明

图1是目前的一种用于疲劳裂纹扩展试验的薄板材料腐蚀装置的结构示 意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明的轴侧图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细描述。参见图2、3，一种用于疲劳裂纹扩 展试验的薄板材料腐蚀装置，包括腐蚀盒2、集液托盘4、进液管5和出液管 6；在腐蚀盒2内部有一个腐蚀腔，在腐蚀盒2的上表面有一个与腐蚀腔连通 的薄板进口2c，在腐蚀盒2的下表面有一个与腐蚀腔连通的薄板出口，进液 管5和出液管6与腐蚀腔连通；集液托盘4位于腐蚀盒2的下面，在集液托 盘4上有一个尺寸和薄板出口相同的集液托盘薄板出口；其特征在于：还包 括紧固螺钉3和密封圈7；腐蚀盒2是由两个结构对称的前半盒2a与后半盒 2b对合形成的整盒，前半盒2a是一个长方体，在前半盒2a的后表面上有一 个矩形的前半盒腐蚀槽，在前半盒腐蚀槽的外面有一个截面为半圆形的环形 的前半盒密封槽，在前半盒2a的前表面上有沿前表面周边均布的螺钉过孔， 在前半盒2a的左表面下部有一个和前半盒2a连接为整体的进液管5，进液管 5的内孔与前半盒腐蚀槽连通，在前半盒2a的后表面上部有一个矩形的前半 盒薄板进口半槽，前半盒薄板进口半槽开口于前半盒2a的上表面，前半盒薄 板进口半槽和前半盒腐蚀槽连通，在前半盒2a的后表面下部有一个矩形的前 半盒薄板出口半槽，前半盒薄板出口半槽开口于前半盒2a的下表面，前半盒 薄板出口半槽和前半盒腐蚀槽连通；后半盒2b是一个长方体，在后半盒2b 的前表面上有一个矩形的后半盒腐蚀槽，在后半盒腐蚀槽的外面有一个截面 为半圆形的环形的后半盒密封槽，在后半盒2b的前表面上有沿前表面周边均 布的螺纹孔，螺纹孔的数量与前半盒2a上的螺钉过孔的数量相同并且位置对 应，在后半盒2b的右表面上部有一个和后半盒2b连接为整体的出液管6，出 液管6的内孔与后半盒腐蚀槽连通，在后半盒2b的前表面上部有一个矩形的 后半盒薄板进口半槽，后半盒薄板进口半槽开口于后半盒2b的上表面，后半 盒薄板进口半槽和后半盒腐蚀槽连通，在后半盒2b的后表面下部有一个矩形 的后半盒薄板出口半槽，后半盒薄板出口半槽开口于后半盒2b的下表面，后 半盒薄板出口半槽和后半盒腐蚀槽连通；当前半盒2a的后表面与后半盒2b 的前表面对合后，前半盒腐蚀槽和后半盒腐蚀槽形成完整的腐蚀腔，前半盒 薄板进口半槽和后半盒薄板进口半槽对合形成腐蚀腔的薄板进口2c，前半盒 薄板出口半槽和后半盒薄板出口半槽对合形成腐蚀腔的薄板出口，在前半盒 密封槽和后半盒密封槽内各安装一个密封圈7；通过紧固螺钉3将前半盒2a 与后半盒2b连接为整体。

本发明的特点在于：拧紧紧固螺钉3后前半盒2a与后半盒2b形成完整 的腐蚀盒2，密封圈7将试样1与薄板进口2c、薄板出口之间的空隙密封完 全，不需要采用其他密封手段就可达到理想的密封状态。

本发明的一个实施例，与现有结构相比，工作效率提高了4倍以上。