低温原位双轴拉伸力学性能测试装置
摘要文本
本发明涉及一种低温原位双轴拉伸力学性能测试装置，属于力学性能测试领域。采用立式结构，步进电动机通过联轴器与精密滚珠丝杠相连，通过丝杠螺母传动将电机的转动转变为运动板的精确直线运动，进而实现X轴、Y轴的同步双轴拉伸加载。温度加载模块采用半导体制冷片制冷，温度变化范围为0℃~30℃，实现变温条件下材料双轴拉伸力学性能测试。配合光学显微镜，对测试过程中试件的微观力学行为与损伤机制进行原位动态监测。优点在于：可以模拟材料真实服役状态；测试装置结构紧凑、占地面积小、便于集成和控制, 对低温环境复杂应力状态材料力学性能测试研究具有重要意义。
申请人信息
- 申请人:吉林大学
- 申请人地址:130000 吉林省长春市前进大街2699号
- 发明人: 吉林大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 低温原位双轴拉伸力学性能测试装置 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN201711282168.6 |
| 申请日 | 2017年12月7日 |
| 公告号 | CN108072572B |
| 公开日 | 2024年2月20日 |
| IPC主分类号 | G01N3/18 |
| 权利人 | 吉林大学 |
| 发明人 | 赵宏伟; 王云艺; 赵丹; 薛博然; 谢英杰; 国磊 |
| 地址 | 吉林省长春市市辖区前进大街2699号 |
专利主权项内容
1.一种低温原位双轴拉伸力学性能测试装置，其特征在于：整体结构采用立式布置, 包括驱动单元、传动单元、信号检测单元、夹持单元及温度加载单元, 其中驱动单元通过步进电机(1)提供拉伸加载动力；传动单元采用丝杆(9)和移动导杆(10)实现单电机驱动下X轴、Y轴的双向动力传递；信号检测单元与传动单元相连，采用拉力传感器(18)和直线光栅位移传感器进行力和位移的测量，同时配备光学显微镜对被测样品的力学行为和损伤机制进行动态原位观测；夹持单元一端连接信号检测单元，一端对十字形试件(22)进行固定，配合传动单元从而实现对十字形试件(22)的双轴拉伸；温度加载单元与十字形试件(22)接触进行导冷，最终实现双轴拉伸过程中的低温制冷；所述的信号检测单元包括拉力传感器Ⅰ(18-1)、拉力传感器Ⅱ(18-2)、拉力传感器Ⅲ(18-3)、拉力传感器Ⅳ(18-4)、直线光栅位移传感器和用于原位观测的光学显微镜，所述拉力传感器Ⅰ(18-1)、拉力传感器Ⅱ(18-2)、拉力传感器Ⅲ(18-3)、拉力传感器Ⅳ(18-4)两端通过螺纹分别固定连接在拉伸连接件Ⅰ(17-1)、拉伸连接件Ⅱ(17-2)、拉伸连接件Ⅲ(17-3)、拉伸连接件Ⅳ(17-4)和夹具体Ⅰ(19-1)、夹具体Ⅱ(19-2)、夹具体Ⅲ(19-3)、夹具体Ⅳ(19-4)上；拉伸连接件Ⅰ(17-1)、拉伸连接件Ⅱ(17-2)、拉伸连接件Ⅲ(17-3)、拉伸连接件Ⅳ(17-4)一端与角钢Ⅰ(12-1)、角钢Ⅱ(12-2)、角钢Ⅲ(12-3)、角钢Ⅳ(12-4)连接，并通过滑块Ⅰ(14-1)、滑块Ⅱ(14-2)、滑块Ⅲ(14-3)、滑块Ⅳ(14-4)安装到直线导轨Ⅰ(13-1)、直线导轨Ⅱ(13-2)、直线导轨Ⅲ(13-3)、直线导轨Ⅳ(13-4)上，另一端上方设有销钉孔，通过销钉Ⅰ(21-1)、销钉Ⅱ(21-2)、销钉Ⅲ(21-3)、销钉Ⅳ(21-4)与拉力传感器Ⅰ(18-1)、拉力传感器Ⅱ(18-2)、拉力传感器Ⅲ(18-3)、拉力传感器Ⅳ(18-4)连接，保证测试拉力、夹具以及测试件的中轴线重合；所述直线光栅位移传感器是：主尺Ⅰ(16-1)、主尺Ⅱ(16-2)、主尺Ⅲ(16-3)、主尺Ⅳ(16-4)固定在滑块Ⅰ(14-1)、滑块Ⅱ(14-2)、滑块Ⅲ(14-3)、滑块Ⅳ(14-4)上，读数头Ⅰ(15-1)、读数头Ⅱ(15-2)、读数头Ⅲ(15-3)、读数头Ⅳ(15-4)通过螺纹固定连接在底座(20)上，通过测量滑块Ⅰ(14-1)、滑块Ⅱ(14-2)、滑块Ⅲ(14-3)、滑块Ⅳ(14-4)的移动位移从而测量十字形试件(22)的变形量；光学显微镜装配在十字形试件(22)的下方。