微滑动摩擦疲劳力学测试装置与测试方法

专利主权项内容

1.一种微滑动摩擦疲劳力学测试装置，其特征在于：包括正交复合双压电驱动机构、预载荷发生机构、端密封介质腔体机构、介质加热机构、组合夹具机构、滑轨机构及底座(20)，所述正交复合双压电驱动机构与滑轨机构相连接，所述滑轨机构设在底座(20)上，所述预载荷发生机构设在底座(20)上，与组合夹具机构相连接，所述组合夹具机构与端密封介质腔体机构相连接，所述介质加热机构与端密封介质腔体机构相连接；所述的正交复合双压电驱动机构包括：横向压电驱动模块(1)、横纵叠堆连接模块(2)、纵向柔性铰链(3)、定位滑销(4)、纵向压电叠堆(5)、正压力传感器(6)、摩擦杆(7)、叠堆支架安装螺钉(30)、叠堆支架(31)、横向压电驱动模块固定螺钉(32)、紧固螺母(35)、 LVDT位移传感器二(40)、位移传感器安装板(41)，所述纵向压电叠堆(5)安装在纵向柔性铰链(3)上，横向压电驱动模块(1)通过横纵叠堆连接模块(2)与纵向柔性铰链(3)相连接，同时纵向柔性铰链(3)通过定位滑销(4)与叠堆支架(31)相连接，定位滑销(4)保证了纵向柔性铰链(3)仅在定位滑销(4)的轴线方向运动，纵向压电叠堆(5)端部设有螺纹孔，正压力传感器(6)两端设有螺纹，正压力传感器(6)测量由纵向压电叠堆(5)所施加的载荷，同时实现对纵向压电叠堆(5)的闭环控制，来实现特定交变载荷的输出；所述摩擦杆(7)一端设有螺纹，另一端设有矩形块摩擦头，所述正压力传感器(6)一端与纵向压电叠堆(5)螺纹连接，另一端通过紧固螺母(35)与摩擦杆(7)的螺纹端相连接，摩擦杆(7)的矩形块摩擦头与试件(8)相接触；所述叠堆支架(31)上设有矩形槽，横向压电驱动模块(1)设置在所述矩形槽内，并通过横向压电驱动模块固定螺钉(32)与叠堆支架(31)相连接，所述叠堆支架(31)通过叠堆支架安装螺钉(30)连接在滑块(29)上；所述位移传感器安装板(41)的侧面及顶面设有螺纹孔，中间设有通孔，所述位移传感器安装板(41)通过侧面的螺纹孔与叠堆支架(31)相连接，LVDT位移传感器二(40)设置在位移传感器安装板(41)的通孔内，并通过位移传感器安装板(41)顶面的螺纹孔螺栓预紧固定，所述LVDT位移传感器二(40)的测量端部与纵向柔性铰链(3)相接触；所述的横向压电驱动模块(1)包括横向柔性铰链(101)、横向压电叠堆(102)，所述横向压电叠堆(102)安装在横向柔性铰链(101)上，所述横向压电叠堆(102)通过电压信号激励伸长并沿设定方向推动横向柔性铰链(101)，从而实现位移输出，通过设定的激励信号可实现往复式运动，为摩擦疲劳测试提供往复式摩擦运动；所述的预载荷发生机构包括：力输出杆(14)、预载荷柔性铰链(15)、预载荷压电叠堆(16)、底板螺钉(17)、底板(19)、位移测量挡板(37)、LVDT位移传感器一(38)、位移传感器安装座(39)，所述预载荷柔性铰链(15)设有平行四边形槽及螺纹孔，所述力输出杆(14)的两端分别设有螺纹和端盖，力输出杆(14)的螺纹端与预载荷柔性铰链(15)上的螺纹孔相连接，所述预载荷压电叠堆(16)设在预载荷柔性铰链(15)上，所述预载荷柔性铰链(15)通过预载荷发生机构安装螺钉(18)连接在底板(19)上；位移测量挡板(37)设有螺纹孔，通过螺钉与预载荷柔性铰链(15)相连接，位移传感器安装座(39)侧面及顶面设有螺纹孔，中间开有通孔，其通过测面的螺纹孔连接到底座(20)上，LVDT位移传感器一(38)安装在位移传感器安装座(39)通孔内，并通过位移传感器安装座(39)顶面的螺纹孔进行螺栓预紧固定，所述LVDT位移传感器一(38)的端部与位移测量挡板(37)相接触，所述LVDT位移传感器一(38)通过预载荷压电叠堆(16)的尺寸改变将变形传递给预载荷柔性铰链(15)，进而传递给位移测量挡板(37)，通过LVDT位移传感器一(38)的端部与位移测量挡板(37)相接触，最终将位移变化传递到LVDT位移传感器一(38)，底板(19)通过底板螺钉(17)固定底座(20)上。