(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 20212343 5948.4 (22)申请日 2021.12.3 0 (73)专利权人 中国航天科工飞航 技术研究院 （中国航天海鹰机电技 术研究院） 地址 100074 北京市丰台区云岗北区西里1 号 (72)发明人 周伟　刘旭洋　毛凯　张艳清　 陈慧星　张意　王新文　王校威　 (51)Int.Cl. G01N 3/18(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种具有温度梯度环境的拉伸装置 (57)摘要 本实用新型提供了一种具有温度梯度环境 的拉伸装置， 包括杜瓦、 加载部和设置在杜瓦内 的约束固定部、 加热单元、 制冷单元、 第一温度传 感单元和第二温度传感单元； 加载部的第一端穿 入杜瓦内并夹持住试验件的第一端， 加载部的第 二端设置在杜瓦外， 加载部用于加载载荷； 约束 固定部的第一端与杜瓦相连， 约束固定部的第二 端夹持住试验件的第二端； 加热单元使试验件的 第一端达到第一预设温度； 制冷单元使试验件的 第二端达到第二预设温度； 第一温度传感单元用 于测量试验件的第一端的温度； 第二温度传感单 元用于测量试验件的第二端的温度。 本实用新型 能够解决现有技术中的定温测量法的测试温度 与实际工 况有明显差别， 导致拉伸 测量结果不准 确的技术问题。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 217605529 U 2022.10.18 CN 217605529 U 1.一种具有温度梯度环境的拉伸装置， 其特征在于， 所述装置包括杜瓦(10)、 加载部 (20)和设置在所述杜瓦(10)内的约束固定部(30)、 加热单元(40)、 制冷单元、 第一温度传感 单元(60)和第二温度传感单元(70)； 所述杜瓦(10)内为真空环境； 所述加载部(20)的第一 端穿入所述杜瓦(10)内并夹持住试验件(120)的第一端， 所述加载部(20)的第二端设置在 所述杜瓦(10)外， 所述加载部(20)用于加载载荷； 所述约束固定部(30)的第一端与所述杜 瓦(10)相连， 所述约束固定部(30)的第二端夹持住试验件(120)的第二端； 所述加热单元 (40)设置于所述加载部(20)的第一端， 通过加热所述加载部(20)的第一端以使 所述试验件 (120)的第一端达到第一预设温度； 所述制冷单元设置于所述约束固定部(30)的第二端， 通 过冷却所述约束固定部(30)的第二端以使所述试验件(120)的第二端达到第二预设温度； 所述第一 温度传感单元(60)设置于所述试验件(120)的第一端， 用于测量所述试验件(120) 的第一端的温度； 所述第二 温度传感单元(70)设置于所述试验件(120)的第二端， 用于测量 所述试验 件(120)的第二端的温度； 其中， 所述第一预设温度大于所述第二预设温度。 2.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述制冷单元为冷却介质(51)， 所述装置 还包括冷却管道(80)和冷却介质(51)容纳瓶， 所述冷却介质(51)容纳瓶设置在所述杜瓦 (10)外， 所述冷却介质(51)设置在所述冷却管道(80)内， 所述冷却管道(80)的第一端与所 述冷却介质(51)容纳瓶相连， 所述冷却管道(80)的第二端伸入 所述杜瓦(10)内为所述约束 固定部(30)的第二端降温， 从而为所述试验 件(120)的第二端降温。 3.根据权利要求2所述的装置， 其特 征在于， 所述冷却介质(51)为液氦、 液 氢或液氮。 4.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述制冷单元为制冷机的冷端， 所述装置 还包括制冷机的机体(90)， 所述制冷机的机体(90)设置在所述杜瓦(10)外， 所述制冷机的 机体(90)通过 管路(100)与所述制冷机的冷端相连。 5.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述第一预设温度范围为300K～500K； 所 述第二预设温度范围为 4.2K～77K。 6.根据权利 要求4所述的装置， 其特征在于， 所述装置还包括变频器(110)， 所述制冷机 的数量为多个， 每个所述制冷机均与所述变频器(110)相连， 所述变频器(110)用于调节每 个所述制冷机的功率。 7.根据权利要求1所述的装置， 其特 征在于， 所述加热 单元(40)为加热器。 8.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述装置还包括密封部， 所述密封部设置 在所述杜瓦(10)与所述加载部(20)之间， 用于实现所述杜瓦(10)的密封 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217605529 U 2一种具有温度梯度环境的拉伸装 置 技术领域 [0001]本实用新型涉及力学性能测试技术领域， 尤其涉及一种具有温度梯度环境的拉伸 装置。 背景技术 [0002]超导磁体由于有高的电流密度， 可以形成较大的磁场， 且具有质量轻、 体积小和低 损耗等优势， 目前已在诸如核 聚变、 加速器和MRI等领域广泛应用。 超导磁体的冷却方式通 常采用液氦浸泡式冷却或制冷机的传导冷却。 低温超导磁体内部线圈工作温度在4.2K， 而 磁体与外界接触部分(外杜瓦)表面的温度为300K， 为了支撑内部超导线圈， 必须使用一个 结构件将线圈部分组件与外杜瓦部分组件相连接， 该结构件需承受较大 的热应力。 而对于 应用在飞车上 的动态超导磁体的主支撑件， 不但需要承受来自低温环境的冷缩应力， 同时 还需要传递 来自超导线圈的电磁载荷。 [0003]超导磁体从室温300K制冷到4.2 K， 需要先进行预冷， 再进行深冷， 通常采用低温工 质(液氮和液氦)进行制冷。 因此， 主传力结构件在不同温度下的材 料性能尤为重要。 [0004]目前， 拉伸强度试验只能通过 “定温”方式测量， 即在室温下进行测量， 或者浸泡在 液氦或液氮等低 温工质环境中进行测量。 但对于工作在温度梯度下 的结构件， 定温测量法 的测试温度与实际工况有明显差别， 会导致测 量结果不准确， 使得设计人员对结构件的认 识不足， 从而导致设计过程冗余繁杂或设计情况偏离实际， 最终导致结构件在极限工况下 失效。 发明内容 [0005]本实用新型提供了一种具有温度梯度环境的拉伸装置， 能够解决现有技术中的定 温测量法的测试温度与实际工况有明显 差别， 导致拉伸测量结果 不准确的技 术问题。 [0006]本实用新型提供了一种具有温度梯度环境的拉伸装置， 所述装置包括杜瓦、 加载 部和设置在所述杜瓦内的约束固定部、 加热单元、 制冷单元、 第一温度传感单元和第二 温度 传感单元； 所述杜瓦内为真空环境； 所述加载部的第一端穿入所述杜瓦内并夹持住试验件 的第一端， 所述加载部的第二端设置在所述杜瓦外， 所述加载部用于加载载荷； 所述约束固 定部的第一端与所述杜瓦相连， 所述约束固定部的第二端夹持住试验件的第二端； 所述加 热单元设置于所述加载部的第一端， 通过加热所述加载部的第一端以使 所述试验件的第一 端达到第一预设温度； 所述制冷单元设置于所述约束固定部的第二端， 通过冷却所述约束 固定部的第二端以使 所述试验件的第二端达到第二预设温度； 所述第一温度传感单元设置 于所述试验件的第一端， 用于测量所述试验件的第一端的温度； 所述第二温度传感单元设 置于所述试验件的第二端， 用于测量所述试验件的第二端的温度； 其中， 所述第一预设温度 大于所述第二预设温度。 [0007]优选的， 所述制冷单元为冷却介质， 所述装置还包括冷却管道和冷却介质容纳瓶， 所述冷却介质容纳瓶设置在所述杜瓦外， 所述冷却介质设置在所述冷却管道内， 所述冷却说　明　书 1/5 页 3 CN 217605529 U 3