【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及建筑結構工作環境模擬裝置，更具體地說，涉及一種應力-電化學腐蝕加載裝置。
技術介紹
1、腐蝕是伴隨著鋼結構使用全生命周期的問題，強腐蝕環境下的空間鋼結構實際腐蝕形態復雜多樣，總體包括整體均勻腐蝕和局部非均勻腐蝕，而局部腐蝕又包括點腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕等。由于空間鋼結構在各種環境荷載和機械荷載(如波浪荷載、機器振動、作業荷載等)下的力學響應和應力分布不均勻等因素，結構構件局部腐蝕形態出現概率遠超均勻腐蝕形態。另一方面，局部腐蝕會引起應力集中并削弱構件的截面，對空間鋼結構的危害程度遠超均勻腐蝕。
2、研究表明，應力會放大初始缺陷、加劇腐蝕裂紋的擴展，促進腐蝕的發生和發展，因此研究應力腐蝕危害性是重中之重。由于應力腐蝕的機理和仿真手段尚不成熟，試驗法成為研究應力腐蝕問題的重要手段。
3、鹽霧腐蝕試驗是一種主要利用鹽霧試驗設備所創造的人工模擬鹽霧環境條件來考核金屬材料耐腐蝕性能的環境試驗。鹽霧環境與天然環境相比，腐蝕速度大大提升，得出結果的時間大大縮短。但由于鹽霧加速腐蝕試驗箱無法對其內的試驗物體提供應力，因此無法進行應力腐蝕試驗。
4、對此，工程師想到使用反力架應用于鹽霧加速腐蝕試驗箱，對其中的試驗物體提供應力，實現試驗物體的應力腐蝕。反力架是一種常見的機械裝置，它能夠接受并平衡外力，保持結構的平衡和穩定。
5、現有的通過將反力架應用于鹽霧加速腐蝕試驗箱的試驗方法雖然可以在一定程度上模擬應力腐蝕條件，但存在一定的局限性：(1)鹽霧加速腐蝕試驗雖然能模擬海洋環境或含鹽大氣
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供了一種應力-電化學腐蝕加載裝置，以緩解現有技術中存在的上述技術問題。
2、為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、一種應力-電化學腐蝕加載裝置，包括：加載部件和腐蝕裝置；所述加載部件包括應力環、試件夾具、抗剪螺栓和抗拉螺栓；其中，所述應力環上設有多個間隔排列的試樣安裝槽，所述試樣安裝槽內設置有用于固定試件的試件夾具，所述試件夾具兩端分別通過豎向的抗剪螺栓和水平向的抗拉螺栓將試件固定在所述試樣安裝槽內；所述腐蝕裝置包括密封的腐蝕盒、密封橡膠圈墊、電源、導線和石墨片；其中，所述電源通過所述導線與試件、石墨片連接構成電化學腐蝕回路。
4、進一步地，所述試樣安裝槽兩端設有貫穿所述應力環側壁的通孔，所述抗拉螺栓自所述通孔中穿過，螺母連接在所述抗拉螺栓的伸出端上并與所述應力環的外壁相抵接。
5、進一步地，所述試件夾具包括兩個端夾具，所述端夾具包括u形件和加固件，u形件開口端伸出有兩個夾板，所述試件的端部及加固件依次通過抗剪螺栓與螺母固定于對應的u型件的兩個夾板之間，所述u型件的非開口端側壁上設有螺紋固定孔，所述抗拉螺栓通過螺紋固定孔貫穿所述應力環的通孔伸出。
6、進一步地，所述腐蝕盒一側設有用于加入腐蝕溶液的開口和試件穿孔，所述試件能夠穿過所述穿孔，所述試件與所述穿孔之間設置所述密封橡膠圈墊，并用硅酮膠進行密封。
7、進一步地，所述電源采用直流穩壓電源，通過所述導線與試件、石墨片連接完成回路，所述導線包括正極導線和負極導線，所述正極導線使用電焊或者膠帶固定的方式與試件連接，所述負極導線使用電焊或者膠帶固定的方式與所述石墨片連接，構成電化學腐蝕回路。
8、進一步地，所述試件抵接于兩側的抗拉螺栓上，對所述抗拉螺栓施加扭矩從而調節施加在所述試件上的荷載大小，并在腐蝕試驗過程中保持荷載不變。
9、進一步地，所述應力環上等間隔設置有四個所述試樣安裝槽，所述腐蝕盒采用亞克力材質。
10、進一步地，抗拉螺栓沿著所述試件的長度方向設置。
11、另一方面，本申請還請求保護一種根據前述所述的應力-電化學腐蝕加載裝置的工作方法，包括如下步驟：
12、步驟1、將石墨片、試件水平穿過亞克力腐蝕盒的穿孔，并使用密封橡膠圈墊和硅酮膠密封，在試件端部采用電焊或者膠帶固定的方式與正極導線連接，石墨片采用同樣的固定方式與負極導線連接并置于腐蝕盒中；
13、步驟2、組裝試件與應力環；首先使用抗剪螺栓將試件與兩側的所述端夾具固定，然后使抗拉螺栓貫穿端螺紋固定孔和通孔，抗拉螺栓伸出端上螺接有螺母，對抗拉螺栓施加扭矩以調節調節施加在試件上的荷載大??；
14、步驟3、在腐蝕盒中倒入腐蝕溶液，將正極導線與電源正極連接，負極導線與電源負極連接，打開電源形成電化學腐蝕回路。
15、進一步地，還包括如下步驟：
16、步驟4、腐蝕試驗結束后，將腐蝕盒中的腐蝕溶液用導管排放至廢水處理箱，拆除抗剪螺栓和抗拉螺栓，拆卸應力環和試件夾具，腐蝕盒上的硅酮膠被清除后可重復投入使用。
17、相比于現有技術，本申請取得了以下有益技術效果：
18、本專利技術提供的應力-電化學腐蝕加載裝置可以通過在亞克力腐蝕盒內加入不同的腐蝕溶液的方式，相較于現有技術的鹽霧試驗能更加真實有效地模擬不同的腐蝕環境(通過添加不同的腐蝕溶液即可模擬不同的腐蝕環境)，并且電化學的腐蝕周期比鹽霧試驗更短。本專利技術提供的應力環在與試件裝配后，可不借助外力，自平衡地對試件加載預應力，相比于傳統的反力架裝置，本申請的裝置的體積小，加工難度低，操作簡單快速。此外，本專利技術提供的應力-電化學腐蝕加載裝置可拆裝重復利用，可以通過改變加固件厚度的方式適用于不同尺寸試件，適用性更強。
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1.一種應力-電化學腐蝕加載裝置，其特征在于，包括：加載部件和腐蝕裝置(4)；
2.根據權利要求1所述的應力-電化學腐蝕加載裝置，其特征在于，所述試樣安裝槽(11)兩端設有貫穿所述應力環(1)側壁的通孔(12)，所述抗拉螺栓(32)自所述通孔(12)中穿過，螺母(33)連接在所述抗拉螺栓(32)的伸出端上并與所述應力環(1)的外壁相抵接。
3.根據權利要求2所述的應力-電化學腐蝕加載裝置，其特征在于，所述試件夾具(2)包括兩個端夾具，所述端夾具包括U形件(21)和加固件(22)，U形件(21)開口端伸出有兩個夾板，所述試件(5)的端部及加固件(22)依次通過抗剪螺栓(31)與螺母(33)固定于對應的U型件(21)的兩個夾板之間，所述U型件(21)的非開口端側壁上設有螺紋固定孔(211)，所述抗拉螺栓(32)通過螺紋固定孔(211)貫穿所述應力環(1)的通孔(12)伸出。
4.根據權利要求3所述的應力-電化學腐蝕加載裝置，其特征在于，所述腐蝕盒(41)一側設有用于加入腐蝕溶液的開口和試件穿孔(411)，所述試件(5)能夠穿過所述穿孔(411)，所
5.根據權利要求4所述的應力-電化學腐蝕加載裝置，其特征在于，所述電源(43)采用直流穩壓電源，通過所述導線(44)與試件(5)、石墨片(45)連接完成回路，所述導線(44)包括正極導線(441)和負極導線(442)，所述正極導線(441)使用電焊或者膠帶固定的方式與試件(5)連接，所述負極導線(442)使用電焊或者膠帶固定的方式與所述石墨片(45)連接，構成電化學腐蝕回路。
6.根據權利要求5所述的應力-電化學腐蝕加載裝置，其特征在于，所述試件(5)抵接于兩側的抗拉螺栓(32)上，對所述抗拉螺栓(32)施加扭矩從而調節施加在所述試件(5)上的荷載大小，并在腐蝕試驗過程中保持荷載不變。
7.根據權利要求6所述的應力-電化學腐蝕加載裝置，其特征在于，所述應力環(1)上等間隔設置有四個所述試樣安裝槽(11)，所述腐蝕盒(41)采用亞克力材質。
8.根據權利要求7所述的應力-電化學腐蝕加載裝置，其特征在于，抗拉螺栓(32)沿著所述試件(5)的長度方向設置。
9.一種根據權利要求8所述的應力-電化學腐蝕加載裝置的工作方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.一種根據權利要求9所述的應力-電化學腐蝕加載裝置的工作方法，其特征在于，還包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種應力-電化學腐蝕加載裝置，其特征在于，包括：加載部件和腐蝕裝置(4)；
2.根據權利要求1所述的應力-電化學腐蝕加載裝置，其特征在于，所述試樣安裝槽(11)兩端設有貫穿所述應力環(1)側壁的通孔(12)，所述抗拉螺栓(32)自所述通孔(12)中穿過，螺母(33)連接在所述抗拉螺栓(32)的伸出端上并與所述應力環(1)的外壁相抵接。
3.根據權利要求2所述的應力-電化學腐蝕加載裝置，其特征在于，所述試件夾具(2)包括兩個端夾具，所述端夾具包括u形件(21)和加固件(22)，u形件(21)開口端伸出有兩個夾板，所述試件(5)的端部及加固件(22)依次通過抗剪螺栓(31)與螺母(33)固定于對應的u型件(21)的兩個夾板之間，所述u型件(21)的非開口端側壁上設有螺紋固定孔(211)，所述抗拉螺栓(32)通過螺紋固定孔(211)貫穿所述應力環(1)的通孔(12)伸出。
4.根據權利要求3所述的應力-電化學腐蝕加載裝置，其特征在于，所述腐蝕盒(41)一側設有用于加入腐蝕溶液的開口和試件穿孔(411)，所述試件(5)能夠穿過所述穿孔(411)，所述試件(5)與所述穿孔(411)之間設置所述密封橡膠圈墊(42)，并用硅酮膠進行密封。
5.根據...
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