载人潜水器用浮力材料极限破坏强度及疲劳性能测试方法-「亿威仕」

载人潜水器用浮力材料极限破坏强度及疲劳性能测试方法：

1、浮力材料极限破坏强度测试

1.1 测试原理

在模拟深海环境压力测试过程中，随着压力筒内测试压力的不断升高，浮力材料测试样块在达到极限承载压力时，会突然发生局部永久塌陷变形，从而引起压力筒内瞬时压力发生突降，此时测试压力值即为浮力材料的极限强度。

1.2 测试对象

选取密度最小的浮力材料试样（或产品）。

测试对象尺寸：300mm×100mm×100mm（公差 ±2mm）、100mm×100mm×100mm（公差 ±2mm）、50mm×50mm×50mm（公差 ±2mm）中的任选一规格。

测试对象数量：1 件。

1.3 测试仪器

测试仪器要求如下：

a）压力筒：根据样品体积和试验压力选择合适的压力筒，不低于浮力材料 1.5 倍最大工作压力；

b）温度计：量程满足测试要求，精度优于1℃；

c）压力表：根据测试压力选择合适的量程，一般最高压力使用至量程上限的 2/3。

1.4 测试温度和压力要求

测试过程中的温度、压力和加卸压速率要求如下：

a）测试过程中，压力筒内介质温度不超过 25℃；

b）最大测试压力为 1.5 倍工作压力；

c）加压速率不小于载人潜水器最大下潜和上浮速度对应的深海环境压力变化值。

1.5 测试步骤

测试的具体步骤如下：

a）将测试对象固定在工装上，并放入压力筒内；

b）按照规定的加压速率对压力筒进行加压，直至观察到压力突变点或达到最大测试压力；

c）按照规定的卸压速率对压力筒进行卸压，直至降至 0MPa。

若测试过程中因异常原因导致测试中断，应重新进行测试。若测试异常中断时，压力值未超过浮力材料工作压力，则可对该样品重新进行测试；反之，则需使用新样品（或备件）进行测试。

1.6 测试结果

压力筒的压力突变点或最大测试压力即浮力材料的极限破坏强度。

2、浮力材料疲劳性能测试

2.1 测试对象

用户选定或随机抽样选取的浮力材料试样（或产品）。

测试对象尺寸：100mm×100mm×100mm（公差 ±2mm）、50mm×50mm×50mm（公差 ±2mm）中的任选一规格。

测试对象数量：2 件。

2.2 测试仪器

测试仪器要求如下：

a）深海环境压力循环模拟装置：不低于浮力材料最大工作压力；

b）温度计：量程满足试验要求，精度优于 1℃；

c）压力表：根据测试压力选择合适的量程，一般最高压力使用至量程上限的 2/3；

d）电子秤：精度不大于 1g。

2.3 测试温度和压力要求

测试过程中的温度、压力、加卸压速率和压力波动范围要求如下：

a）测试过程中，压力筒内介质温度不超过 25℃；

b）最大测试压力为最大工作压力；

c）加压和卸压速率不小于载人潜水器最大下潜和上浮速度对应的深海环境压力变化值；

d）在测试的保压期间，允许的压力波动范围应符合表 2 的规定。

2.4 测试步骤

测试的具体步骤如下：

a）将测试对象浸泡在水中至少 10s，擦干后称量质量；

b）将测试对象固定在工装上，并放入深海环境压力循环模拟装置；

c）按照规定的加压速率对深海环境压力循环模拟装置进行加压，直至达到最大测试压力；

d）深海环境压力循环模拟装置在最大测试压力下，保压一定时间；

e）保压结束后，按照规定的卸压速率对压力筒进行卸压，直至降至 0MPa；

f）重复步骤 c）~e），运行 N 次（试验次数根据潜水器的寿命预估确定）；

g）测试结束后，取出测试对象，擦干后称量质量。

若测试过程中因异常原因导致测试中断，应尽快排除故障并继续进行测试，测试次数可累计。

2.5 测试结果

测试对象的吸水率按公式（1）计算：

w₄=（m₈-m₇）/m₀×100%…………………………（1）

式中：

w₄——浮力材料试样（或产品）的吸水率；

m₀——测试对象在空气中的质量，单位为克（g）；

m₇——测试对象在敞水中浸泡并擦干后的质量，单位为克（g）；

m₈——疲劳性能测试后测试对象的质量，单位为克（g）。

以上就是今天的分享！如果您对用于上述试验的深海环境压力模拟装置（压力筒）感兴趣，欢迎与我们联系！

上图为我司为国内某浮力材料生产厂家研制的深海环境压力模拟试验系统，主要用于测试浮力材料的耐压强度、吸水率，以及在不同水深下的浮力等性能。