用于功能材料微观性能原位测试中试件样品的夹具制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于功能材料微观性能原位测试中试件样品的夹具，属于材料围观性能测试技术领域和光机电一体化技术领域。其结构包括夹具体、拧紧套、衬套、销、压紧锲形块和加紧锲形块等零部件，拧紧套与夹具体连接和压紧锲形块连接，衬套在夹具体腔内并与夹具体的内圆表面连接，衬套通过压紧锲形块与加紧锲形块连接。优点在于：不仅能实现拉伸、压缩、扭转等单载荷加载试验中试件样品的夹持，还能实现拉-扭、压-扭、拉/压-扭转等复合载荷加载试验以及及相应疲劳加载试验中试件样品的夹持，还可以与热、电、磁等物理场加载单元兼容，实现对被测试件样品多物理场、多载荷模式的复合工况的加载与测试。结构紧凑、操作方便，兼容性高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种用于功能材料微观性能原位测试中试件样品的夹具，属于材料围观性能测试
和光机电一体化
。其结构包括夹具体、拧紧套、衬套、销、压紧锲形块和加紧锲形块等零部件，拧紧套与夹具体连接和压紧锲形块连接，衬套在夹具体腔内并与夹具体的内圆表面连接，衬套通过压紧锲形块与加紧锲形块连接。优点在于：不仅能实现拉伸、压缩、扭转等单载荷加载试验中试件样品的夹持，还能实现拉-扭、压-扭、拉/压-扭转等复合载荷加载试验以及及相应疲劳加载试验中试件样品的夹持，还可以与热、电、磁等物理场加载单元兼容，实现对被测试件样品多物理场、多载荷模式的复合工况的加载与测试。结构紧凑、操作方便，兼容性高。【专利说明】用于功能材料微观性能原位测试中试件样品的夹具
本技术涉及材料微观性能测试
和光机电一体化
，特别涉 及一种用于功能材料微观性能原位测试中试件样品的夹具。可实现对功能材料进行拉/ 压-扭转复合载荷试验中试件样品的夹持，尤其是可实现热、电、磁等多物理场加载环境下 拉/压-扭转-弯曲多载荷材料测试中试件样品的夹持。
技术介绍
上世纪材料试验机主要针对结构材料，随着科技和经济发展，新型材料--特别 是铁-电、铁-磁、热-磁和半导体材料等功能材料的大规模应用，使得对功能材料在热、 电、磁等复合物理场下的力学性能研究的必要性日益凸显。目前，材料试验机夹具只能传 递拉、压、扭转等单一工况，或者承受拉-扭复合工况，同一副夹具在功能上无法同时实现 拉-扭、压-扭以及拉/压-扭转疲劳试验，针对功能材料在电、热、磁等复合物理场下的力 学研究更是稀少。目前还没有针对功能材料，能与电、热、磁等复合物理场相配合，实现加载 拉/压-扭转等复合工况的夹具。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于功能材料微观性能原位测试中试件样品的 夹具，是一种针对铁-电、铁-磁、热-磁和半导体材料等功能材料试件样品的实验夹具装 置，主要是解决与电、热、磁等复合物理场相配合的前提下，在同一副夹具上实现对功能材 料施加拉/压-扭转复合工况加载问题，从而实现对功能材料试件的测试。解决了现有试验 机夹具没有针对功能材料的夹具、难以实现与热、电、磁等多物理场耦合、不能进行多种工 况组合加载的难题。本技术具有结构紧凑、刚度高、操作方便，本技术不仅能实现 拉伸、压缩、扭转等单载荷加载试验中试件样品的夹持，还能实现拉-扭、压-扭、拉/压-扭 转等复合载荷加载试验以及及相应疲劳加载试验中试件样品的夹持，还可以与热、电、磁等 物理场加载单兀兼容，实现对被测试件样品多物理场、多载荷模式的复合工况的加载与测 试。本技术具有结构紧凑、操作方便，且可与声发射测试装置、金相显微镜、原子力显微 镜等材料微观性能表征仪器相兼容的优点。 本技术的上述目的通过以下技术方案实现： 用于功能材料微观性能原位测试中试件样品的夹具，由构造相同的两副夹具构 成，其中具有台阶的夹具I通过螺栓和销与联轴器连接，没有台阶的夹具II通过沉头螺栓 与拉扭传感器连接，实现对拉/压力和扭矩的动态实时测量；所述夹具I、II的结构是：夹 具体I 1与拧紧套2通过螺纹连接，拧紧套2的一端通过压紧锲形块I、II 7、8的槽与压紧 锲形块I、11 7、8连接，在拧紧拧紧套2时，推动压紧锲形块I、11 7、8运动，实现推动压紧 锲形块I、II 7、8对夹持楔形块I、II 5、6夹紧；夹具体I 1与衬套I、II 3、4的外圆表面相 连接，夹具体I 1通过销I、II 9、10将扭矩传递给衬套I、II 3、4,衬套I、II 3、4通过内部 的平面与压紧锲形块I、II 7、8的一端平面接触，压紧锲形块I、II 7、8通过其斜面与夹持 楔形块I、II 5、6的斜面接触，实现扭矩从夹具体I 1经过衬套I、II 3、4,通过内部的平面 与压紧锲形块I、II 7、8,传递给压紧锲形块I、II 7、8,通过夹持楔形块I、II 5、6对试件11 的加紧实现将扭矩传递给试件11 ;夹具体I 1通过内部端面与夹持楔形块I、II 5、6大头 端端面连接，通过对拧紧套2的拧紧实现夹持楔形块I、II 5、6大头端端面与具体I 1通过 内端面连接，从而实现夹持楔形块I、II 5、6在具体I 1轴向的定位，进而实现传递压缩载 荷从夹具体I 1传递给夹持楔形块I、II 5、6,通过夹持楔形块I、II 5、6对试件11的加紧 实现将压缩载荷传递给试件11。 所述的夹持楔形块I、II 5、6与压紧锲形块I、II 7、8的斜切面倾角小于摩擦角， 防止在夹紧和解除夹紧试件11时出现自锁，在放松拧紧套2时，拧紧套2推动压紧锲形块 I、II 7、8退出对夹持楔形块I、II 5、6的压紧，对试件11卸载，实现解除夹持。 所述的衬套I、II 3、4、夹持楔形块I、II 5、6、压紧锲形块I、II 7、8分别置于夹具 体I 1和拧紧套2的腔内，只有夹持楔形块I、II 5、6的夹持试件部分裸露在外面，实现对 夹具内部相对运动的接触面的防尘保护。 所述的夹具体I 1和拧紧套2上分别设有扳手孔14,通过特殊扳手固定夹具体 I 1圆周方向，拧动拧紧套2,即可操控夹具。 所述的夹具体I 1上有导线孔12,声发射检测系统导线通过导线孔12、夹持楔形 块I、II 5、6之间的空隙与试件11接触，在加载拉伸\压缩-扭转等单载荷或多载荷工况 组合的同时，实现对试件11的原位检测，该夹具与检测系统配合完成试件变形和裂纹扩展 检测。 所述的衬套I、II 3、4、压紧锲形块I、II 7、8、夹持楔形块I、II 5、6分别是材料、 形状、尺寸完全一致成对结构，确保夹持楔形块I、II 5、6中间面无论是运动中还是静止时 都在夹具体I 1的中间平面重合；夹持楔形块I、II 5、6侧面与衬套I、II 3、4内侧面接触， 防止夹持形块I、11 5、6在试件11径向方向窜动；夹持形块I、11 5、6上的V型槽，使试件 11的轴线始终在夹具体I 1的轴线位置，实现对试件的精确定位，从而实现对试件的精确 试验。 所述的夹具与热、电、磁加载单元配合，实现在复合物理场下对试件加载拉伸-扭 转、压缩-扭转等复合载荷，完成复合物理场下多载荷试验和复合物理场下多载荷疲劳试 验。 本技术的有益效果在于：与现有技术相比，本技术结构紧凑、精度高，可 以实现对多种材料试件进行不仅能够实现拉伸、压缩、扭转等单载荷试验以及相应疲劳试 验，还能实现拉-扭、压-扭、拉/压-扭转等复合载荷试验及相应疲劳试验，还可以与热 场加载单元、电场加载单元、磁场加载单元相互兼容，实现对检测试件多物理场、复合工况 的加载，结合金相显微镜、原子力显微镜等成像设备，可以实现对测试中的试件动态实时检 测，从而获得功能材料多种重要力学参数。 【专利附图】【附图说明】 此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分， 本技术的示意性实例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限 定。 图1为本技术的结构示意图； 图2为本技术的夹具体I轴测图； 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于功能材料微观性能原位测试中试件样品的夹具，其特征在于：由构造相同的两副夹具构成，其中具有台阶的夹具Ⅰ通过销和螺栓与联轴器连接，没有台阶的夹具Ⅱ通过沉头螺栓与拉扭传感器连接，实现对拉/压力和扭矩的动态实时测量；所述夹具Ⅰ、Ⅱ的结构是：夹具体Ⅰ（1）与拧紧套（2）通过螺纹连接，拧紧套（2）的一端通过压紧锲形块Ⅰ、Ⅱ（7、8）的槽与压紧锲形块Ⅰ、Ⅱ（7、8）连接，在拧紧拧紧套（2）时，推动压紧锲形块Ⅰ、Ⅱ（7、8）运动，实现推动压紧锲形块Ⅰ、Ⅱ（7、8）对夹持楔形块Ⅰ、Ⅱ（5、6）夹紧；夹具体Ⅰ（1）与衬套Ⅰ、Ⅱ（3、4）的外圆表面相连接，夹具体Ⅰ（1）通过销Ⅰ、Ⅱ（9、10）将扭矩传递给衬套Ⅰ、Ⅱ（3、4），衬套Ⅰ、Ⅱ（3、4）通过内部的平面与压紧锲形块Ⅰ、Ⅱ（7、8）的一端平面接触，压紧锲形块Ⅰ、Ⅱ（7、8）通过其斜面与夹持楔形块Ⅰ、Ⅱ（5、6）的斜面接触，实现扭矩从夹具体Ⅰ（1）经过衬套Ⅰ、Ⅱ（3、4），通过内部的平面与压紧锲形块Ⅰ、Ⅱ（7、8），传递给压紧锲形块Ⅰ、Ⅱ（7、8），通过夹持楔形块Ⅰ、Ⅱ（5、6）对试件（11）的加紧实现将扭矩传递给试件（11）；夹具体Ⅰ（1）通过内部端面与夹持楔形块Ⅰ、Ⅱ（5、6）大头端端面连接，通过对拧紧套（2）的拧紧实现夹持楔形块Ⅰ、Ⅱ（5、6）大头端端面与具体Ⅰ（1）通过内端面连接，从而实现夹持楔形块Ⅰ、Ⅱ（5、6）在具体Ⅰ（1）轴向的定位，进而实现传递压缩载荷从夹具体Ⅰ（1）传递给夹持楔形块Ⅰ、Ⅱ（5、6），通过夹持楔形块Ⅰ、Ⅱ（5、6）对试件（11）的加紧实现将压缩载荷传递给试件（11）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏伟，邹青，张永利，李聪，张富，任露泉，林增宇，缑旭，钱龙，佟达，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22