1.一种制动盘材料热疲劳试验机,包括对制动盘材料的热疲劳试件(7.0)进行加热的感应加热设备、对热疲劳试件(7.0)进行冷却的冷却设备,支撑热疲劳试件(7.0)的试件支撑平台(6.0)和监测热疲劳试件(7.0)温度的试件温度监测设备,其特征在于:所述感应加热设备包括位于热疲劳试件(7.0)上方的感应加热线圈(2.1)和与所述感应加热线圈(2.1)电连接的感应加热电源(2.2);
所述冷却设备包括液体介质冷却装置、淹没深度控制装置和压缩空气冷却装置,所述液体介质冷却装置包括冷却介质循环槽(3.1),冷却介质循环槽(3.1)内装有液体冷却介质;淹没深度控制装置可通过调节热疲劳试件(7.0)高度或液体冷却介质液面高度控制液体冷却介质淹没热疲劳试件(7.0)的深度;所述压缩空气冷却装置包括对准热疲劳试件(7.0)的压缩空气喷嘴(5.1)和与所述压缩空气喷嘴(5.1)相连的空气压缩机(5.2);
所述试件温度监测设备包括监测热疲劳试件(7.0)上部温度的上部温度传感器、监测热疲劳试件(7.0)中部温度的中部温度传感器和监测热疲劳试件(7.0)下部温度的下部温度传感器。
2.根据权利要求1所述的一种制动盘材料热疲劳试验机,其特征在于:所述感应加热线圈(2.1)成同心圆多环饼形结构,位于热疲劳试件(7.0)的上表面上方,通过线圈漏磁对热疲劳试件(7.0)上表面进行加热。
3.根据权利要求1所述的一种制动盘材料热疲劳试验机,其特征在于:所述试件支撑平台(6.0)与热疲劳试件(7.0)之间设置有镂空通风槽(6.1);所述压缩空气喷嘴(5.1)为靠近热疲劳试件(7.0)上表面和下表面的两组,位于热疲劳试件(7.0)上表面的压缩空气喷嘴(5.1)对着热疲劳试件(7.0)上表面,位于热疲劳试件(7.0)下表面的压缩空气喷嘴(5.1)对着试件支撑平台(6.0)与热疲劳试件(7.0)之间的镂空通风槽(6.1)。
4.根据权利要求1所述的一种制动盘材料热疲劳试验机,其特征在于:所述上部温度传感器为两组,分别布置在热疲劳试件(7.0)上表面的几何中心处和边缘处,测得的热疲劳试件(7.0)上部的温度为两组上部温度传感器测得的温度值中的最低温度值;所述中部温度传感器为一组,布置在热疲劳试件(7.0)的芯部;所述下部温度传感器为两组,布置在热疲劳试件(7.0)下表面的几何中心处和边缘处,测得的热疲劳试件(7.0)下部的温度为两组下部温度传感器测得的温度值中的最低温度值。
5.根据权利要求1所述的一种制动盘材料热疲劳试验机,其特征在于:所述淹没深度控制装置包括设置在冷却介质循环槽(3.1)侧壁的限液位装置(4.1)和降液位排液口(4.2);
所述限液位装置(4.1)高于试件支撑平台(6.0)的上支撑面,所述降液位排液口(4.2)低于试件支撑平台(6.0)的上支撑面。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种制动盘材料热疲劳试验机,其特征在于:所述热疲劳试验机还包括智能控制终端(1.0);液体介质冷却装置的控制端、压缩空气冷却装置的控制端、淹没深度控制装置的控制端和试件温度监测设备均与智能控制终端(1.0)相连;所述智能控制终端(1.0)内置有设定单元和判定单元,所述设定单元预先设定升温过程中热疲劳试件(7.0)上部和下部之间的温度差值、热疲劳试件(7.0)的加热结束温度值和冷却结束温度值;所述判定单元根据试件温度监测设备传输来的热疲劳试件(7.0)的实时温度值控制感应加热设备、液体介质冷却装置、压缩空气冷却装置和淹没深度控制装置的作业。
7.一种制动盘材料热疲劳试验方法,其步骤如下:
S1、经试验预先设定制动盘材料的热疲劳试件在升温过程中上部和下部的温度差值、热疲劳试件的加热结束温度值和冷却结束温度值;
S2、分别在热疲劳试件上布置可监测热疲劳试件上部温度的上部温度传感器、可监测热疲劳试件中部温度的中部温度传感器和可监测热疲劳试件下部温度的下部温度传感;
S3、将布置好温度传感器的热疲劳试件固定在位于冷却介质循环槽内的试件支撑平台上;
S4、在冷却介质循环槽内注入液体冷却介质,直至液体冷却介质液面刚好淹没热疲劳试件的下表面;
S5、通过紧靠着热疲劳试件上表面的感应加热线圈对热疲劳试件进行持续加热:
当加热至上部温度传感器和下部温度传感器测得的温度差值达到步骤S1中预先设定的制动盘材料的热疲劳试件在升温过程中上部和下部的温度差值时,降低冷却介质循环槽内液体冷却介质的液面或整体升高热疲劳试件和其上方感应加热线圈的位置,使热疲劳试件下表面露出液面;
当加热至上部温度传感器、中部温度传感器和下部温度传感器测得的温度值均达到步骤S1中预先设定的热疲劳试件的加热结束温度值时,停止加热;
S6、通过压缩空气对热疲劳试件进行冷却,直至上部温度传感器、中部温度传感器和下部温度传感器测得的温度值均低于步骤S1中预先设定的热疲劳试件的冷却结束温度值,停止冷却;
S7、重复步骤S4-S6,即可完成对制动盘材料热疲劳试件的热疲劳试验。
8.根据权利要求7所述的一种制动盘材料热疲劳试验方法,其特征在于:所述试件支撑平台与热疲劳试件之间设置有镂空通风槽,所述通过压缩空气对热疲劳试件进行冷却的具体操作是:可喷出压缩空气的压缩空气喷嘴为靠近热疲劳试件上表面和下表面的两组,位于热疲劳试件上表面的压缩空气喷嘴对着热疲劳试件上表面喷出压缩空气,位于热疲劳试件下表面的压缩空气喷嘴对着试件支撑平台与热疲劳试件之间的镂空通风槽喷出压缩空气。
9.根据权利要求7所述的一种制动盘材料热疲劳试验方法,其特征在于:所述步骤S2中可监测热疲劳试件上部温度的上部温度传感器为两组,分别布置在热疲劳试件上表面的几何中心处和边缘处,步骤S5和步骤S6中上部温度传感器测得的温度值为所述两组上部温度传感器测得的温度值中的最低温度值;所述步骤S2中可监测热疲劳试件中部温度的中部温度传感器为一组,布置在热疲劳试件的芯部;所述步骤S2中可监测热疲劳试件下部温度的下温度传感器为两组,分别布置在热疲劳试件下表面的几何中心处和边缘处,步骤S5和步骤S6中下部温度传感器测得的温度值为所述两组下部温度传感器测得的温度值中的最低温度值。
10.根据权利要求7-9任一所述的一种制动盘材料热疲劳试验方法,其特征在于:所述冷却介质循环槽侧壁设置有限液位装置和降液位排液口,限液位装置高于试件支撑平台的上支撑面,用于步骤S4中控制液体冷却介质液面刚好淹没热疲劳试件的下表面;降液位排液口低于试件支撑平台的上支撑面,用于步骤S5中降低冷却介质循环槽内液体冷却介质的液面。