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一种新型剪切蠕变仪的研制与应用
摘要
本文介绍了一种新型剪切蠕变仪，它是基于陶瓷弯曲杆和多轴位移传感器技术研制而成的。该仪器能够实现剪切荷载下的蠕变和回弹测试，并能够对常用工程材料的力学性能进行测量。该仪器在实际应用中得到了较好的效果，并取得了一些成果。该剪切蠕变仪不仅具有较高的测量精度和准确性，还能够满足不同应用需求，具有一定的研究和应用价值。
关键词：剪切蠕变仪；陶瓷弯曲杆；多轴位移传感器；力学性能测量
引言
剪切蠕变是一种常见的材料性能测试方法，其应用范围很广，包括土工、机械、航空、航天、汽车等领域。在研究过程中需要使用剪切蠕变仪器，以精确地测量材料的剪切蠕变性能。
然而，传统的剪切蠕变仪存在一些问题，如测量精度不高、易失真、易受环境条件的影响等。为了解决这些问题，本文设计了一种基于陶瓷弯曲杆和多轴位移传感器技术的新型剪切蠕变仪。该仪器具有以下几个特点：
1.采用陶瓷弯曲杆作为力传递元件，具有良好的抗压性能和耐高温性能。
2.采用多轴位移传感器技术，可以同步测量多个方向的位移和变形。
3.采用数字化控制系统，可以实现自动化测试和数据处理。
4.该仪器体积小、重量轻、易于携带，可以进行现场测试。
5.该仪器的测量精度和准确性得到了较好的保障。
本文将介绍该剪切蠕变仪的设计原理、结构特点、测量方法以及实验结果，以验证该仪器的可行性和有效性。
剪切蠕变仪的设计原理
该剪切蠕变仪采用陶瓷弯曲杆作为力传递元件，陶瓷弯曲杆的直径为10mm，长度为100mm，具有良好的抗压性能和耐高温性能。弯曲杆上设置有标尺，可以测量弯曲杆的变形量。在弯曲杆的两端分别装有螺纹和锥度孔，在测试过程中可以轻松地将其连接到力头和样本间接头上，实现力与样品的传递和转换。
该剪切蠕变仪还采用了多轴位移传感器技术，可以同步测量多个方向的位移和变形。该仪器中配备有多个位移传感器，包括三维梁式位移传感器、二维电容传感器和单轴位移传感器，分别用于测量不同方向的位移和变形。
该仪器还配备了一个数字化控制系统，可以实现自动化测试和数据处理。在测试过程中，设定好测试参数后，该仪器就可以自动化地完成测试，并将测试结果保存在计算机中。在数据处理方面，该仪器还配备了一些常用的数据处理软件，如Excel、Matlab等，可以对测试数据进行处理和分析。
剪切蠕变仪的结构特点
该剪切蠕变仪的主要结构部件包括陶瓷弯曲杆、力头、样品间接头、多轴位移传感器和数字化控制系统。其中，陶瓷弯曲杆是该仪器的核心部件，它能够稳定、准确地传递剪切荷载，并能够测量样品的剪切蠕变性能。力头和样品间接头负责将荷载传递到样品上，并能够保证荷载施加的均匀性和稳定性。多轴位移传感器则负责测量样品在不同方向上的变形量，具有较高的精度和准确性。数字化控制系统则实现了自动化测试和数据处理，提高了测试效率和精度。
剪切蠕变仪的测量方法
在进行剪切蠕变测试之前，需要将样品放置在样品夹中，通过样品夹将样品与样品间接头相连。然后，将力头连接到陶瓷弯曲杆上，并将陶瓷弯曲杆与样品间接头相连。接下来，启动数字化控制系统，设定测试参数，并开始测试。
在测试过程中，数字化控制系统会向力头施加恒定的剪切荷载，同时多轴位移传感器会采集样品在不同方向上的位移和变形数据。测试结束后，数字化控制系统会自动处理测试数据，并将测试结果保存在计算机中。
实验结果分析
为了验证该剪切蠕变仪的性能，我们进行了剪切蠕变测试并测量了一些常用工程材料的性能。测试结果表明，该剪切蠕变仪的测试精度和准确性都很高，能够满足实际应用需求。同时，该仪器体积小、重量轻、易于携带，可以进行现场测试，具有很大的应用前景。
结论
本文介绍了一种新型剪切蠕变仪，该仪器采用了陶瓷弯曲杆和多轴位移传感器技术，并配备了数字化控制系统。在实验中，该剪切蠕变仪展现了良好的测试性能和测量精度，能够满足常用工程材料的力学性能测量需求。该仪器不仅具有较高的测量精度和准确性，还能够满足不同应用需求，具有一定的研究和应用价值。