便携式变温原位拉压测试装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107607410A(43)申请公布日2018.01.19(21)申请号201710968423.6(22)申请日2017.10.18(71)申请人吉林大学地址130000吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人张建海赵宏伟张世忠王岩国磊徐博达(74)专利代理机构吉林长春新纪元专利代理有限责任公司22100代理人王怡敏(51)Int.Cl.G01N3/18(2006.01)G01N3/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称便携式变温原位拉压测试装置(57)摘要本发明涉及一种便携式变温原位拉压测试装置，属于材料力学性能测试领域。精密拉伸/压缩载荷驱动单元与测试平台基座连接，精密旋转加载驱动单元与夹具体Ⅰ、Ⅱ相连，变形信号检测及控制单元由位移传感器通过位移传感器支撑座与基座架连接，夹持单元由夹具体Ⅰ、Ⅱ与精密移动平台刚性连接，与精密旋转驱动单元中的同步带轮Ⅰ、Ⅱ套接，温度加载单元固定在基座架上。结构紧凑、精巧，方便组装与拆卸，整机质量轻、测量精度高、实时数据采集，可在被测试件旋转过程中进行实时观察，如对材料的裂纹萌生、裂纹扩展和材料的失效断裂过程等进行原位监测，进而对材料在可变温度复杂载荷模式加载作用下的微观力学行为、内部变形损伤机制进行深入研究。CN107607410ACN107607410A权利要求书1/2页1.一种便携式变温原位拉压测试装置，其特征在于：在高温环境中对材料在复杂载荷下的力学行为、宏观-微观内部损伤分布进行测试，包括精密拉伸/压缩载荷驱动单元、精密旋转加载驱动单元、变形信号检测及控制单元、夹持单元、温度加载单元，所述精密拉伸/压缩载荷驱动单元通过电机法兰架（30）、滚珠丝杠轴承座（27）与测试平台基座螺栓连接，所述精密旋转加载驱动单元通过同步带Ⅰ、Ⅱ（21、22）与夹具体Ⅰ、Ⅱ（9、13）相连，所述变形信号检测及控制单元由位移传感器（4）通过位移传感器支撑座（3）与基座架（2）螺栓固定连接，所述夹持单元由夹具体Ⅰ、Ⅱ（9、13）与精密移动平台（7）刚性连接，通过同步带Ⅰ、Ⅱ（21、22）与精密旋转驱动单元中的同步带轮Ⅰ、Ⅱ（20、23）套接，所述温度加载单元固定在基座架（2）上。2.根据权利要求1所述的便携式变温原位拉压测试装置，其特征在于：所述的精密拉伸/压缩载荷驱动单元是：精密直流伺服电机（31）与传动单元相连接，传动单元由蜗轮（28）、蜗杆（29）、减速机构及精密滚珠丝杠（26）构成，精密直流伺服电机（31）通过脉冲换向方式输出角位移及可控扭矩，通过与精密直流伺服电机（31）相连接的传动单元将精密直流伺服电机（31）提供的旋转运动转换成精密直线运动，精密直流伺服电机（31）与精密滚珠丝杠（26）分别通过精密伺服电机法兰架（30）及滚珠丝杠轴承座（27）与测试平台基座进行螺栓连接。3.根据权利要求2所述的便携式变温原位拉压测试装置，其特征在于：所述的减速机构是：蜗轮蜗杆减速器与精密直流伺服电机（31）同轴安装，并通过精密伺服电机法兰（30）与下方的基座盖（1）连接，蜗杆（29）通过其上的螺钉与精密直流伺服电机（31）的输出轴套接，蜗轮（28）与精密滚珠丝杠（26）由楔键连接、定位，精密滚珠丝杠（26）通过滚珠丝杠轴承座（27）与上方的基座盖（1）连接，精密滚珠丝杠的导向通过导轨Ⅰ、Ⅱ（5、14）及导轨滑块Ⅰ、Ⅱ（6、15）实现，基座架（2）设有两组平行凹槽，导轨Ⅰ、Ⅱ（5、14）的直线定位通过两组平行凹槽实现。4.根据权利要求1所述的便携式变温原位拉压测试装置，其特征在于：所述的精密旋转加载驱动单元是：微型电机Ⅰ、Ⅱ（18、25）通过同步带Ⅰ、Ⅱ（21、22）与夹具体Ⅰ、Ⅱ（9、13）相连接，在单侧中，通过控制微型电机Ⅰ、（18）来控制旋转运动的速度，同步带轮Ⅰ、Ⅱ（20、23）刚性固定在夹具体Ⅱ（13）上，由轴肩定位，微型电机法兰支架Ⅰ、Ⅱ（19、24）通过螺栓连接固定在精密移动平台（7）上，通过微型电机Ⅰ（18）的精密旋转带动同步带（21）Ⅰ进行旋转，使与同步带Ⅰ（21）另一端相连的夹具体Ⅱ（13）进行旋转，使夹具Ⅱ（13）与试件（12）进行绕自转轴旋转。5.根据权利要求1所述的便携式变温原位拉压测试装置，其特征在于：所述的变形信号检测及控制单元是：位移传感器（4）的基体部分安装在位移传感器支撑座（3）中，并通过位移传感器紧固螺钉对其进行紧固，位移传感器（4）前端的可伸缩探头与位移传感器支承座（3）在测试过程中始终保持弹性接触状态，且位移传感器支撑座（3）固定在基座架（2）上，由螺栓进行连接，即位移传感器（4）所检测到的实际位移为精密滚珠丝杠（26）与精密移动平台（7）之间的相对位移；拉压力