拉伸-四点弯曲预载荷下纳米压痕测试装置制造方法及图纸

技术编号:13779969 阅读:167 留言:0更新日期:2016-10-04 13:45
本发明专利技术公开了一种拉伸‑四点弯曲预载荷下纳米压痕测试装置,本发明专利技术集成了纯拉伸测试、纯四点弯曲测试及基于上述两种单一载荷形式的复合载荷测试,同时在拉伸‑四点弯曲基础上集成了纳米压痕测试机构。测试平台由精密拉伸预载荷驱动传动单元和检测夹持单元;精密四点弯曲预载荷驱动传动单元和夹持检测单元等组成。原位纳米压痕测试机构包括XYZ方向位移平台、压电叠堆、柔性铰链、压力传感器、位移传感器和金刚石压头夹持杆等组成。本发明专利技术体积小,结构紧凑,可在光学显微镜的实时显微观测下开展试验测试。并可通过原位拉弯复合测试获得材料的力学性能参数,对材料的微观变形、损伤和断裂过程进行原位监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及原位力学性能测试领域,特别涉及一种拉伸-四点弯曲预载荷下纳米压痕测试装置。可作为纯拉伸加载机构、纯四点弯曲加载机构、原位纳米压痕测试机构的跨尺度原位材料性能测试平台独立使用,也可以同时进行多种载荷同时复合加载。
技术介绍
各种材料及其制品,在服役期间的工作环境都比较复杂,受到单一载荷的情况并不多见,更多情况下受到的是多物理场和多种载荷的共同作用。由于材料受到复合载荷的作用,往往未达到使用极限,就会发生破坏失效。所以,研制当材料受多种载荷共同作用时,能够对其微观力学性能进行原位测试的仪器非常重要。目前市场上绝大部分力学试验机都是针对结构材料的非原位万能试验机,一次试验只能实现一种载荷的加载,试验中只能记录试件的载荷和位移值,对于试件的微观形貌变化则缺乏记录。而现有原位测试仪器,大多数仅具有单一载荷的测试功能,例如原位拉伸测试仪、原位纳米压痕测试仪和原位弯曲测试仪等,复合载荷下的纳米压痕测试仪鲜有报道,同时缺少有效的力学参数测试准确性评定方法。从总体看,现有的测试仪器在使用过程中,暴露出的主要问题有:首先是测试结果重复性不好,分散性大等问题;其次是测试装置的功能单一,不能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拉伸‑四点弯曲预载荷下纳米压痕测试装置,其特征在于:包括拉伸预载荷加载机构、四点弯曲预载荷加载机构和原位纳米压痕测试机构;所述的拉伸预载荷加载机构中的精密直流伺服电机(36)通过电机法兰盘(38)固定安装在测试平台基座(1)上,与蜗轮蜗杆副Ⅱ(39)形成一级减速和换向;双向滚珠丝杠螺母副(37)将蜗轮蜗杆副Ⅱ(39)的旋转运动转化为同步双向直线运动,进而带动安装在螺母副上面的试件夹具支撑座Ⅰ(14)和夹具支撑座Ⅱ(30)实现同步双向直线运动,试件夹具支撑座Ⅰ(14)和夹具支撑座Ⅱ(30)安装在下面的拉伸机构直线导轨(29)上,其中夹具Ⅱ(34)与拉伸机构力传感器(31)通过连接T型块(32...

【技术特征摘要】
1.一种拉伸-四点弯曲预载荷下纳米压痕测试装置,其特征在于:包括拉伸预载荷加载机构、四点弯曲预载荷加载机构和原位纳米压痕测试机构;所述的拉伸预载荷加载机构中的精密直流伺服电机(36)通过电机法兰盘(38)固定安装在测试平台基座(1)上,与蜗轮蜗杆副Ⅱ(39)形成一级减速和换向;双向滚珠丝杠螺母副(37)将蜗轮蜗杆副Ⅱ(39)的旋转运动转化为同步双向直线运动,进而带动安装在螺母副上面的试件夹具支撑座Ⅰ(14)和夹具支撑座Ⅱ(30)实现同步双向直线运动,试件夹具支撑座Ⅰ(14)和夹具支撑座Ⅱ(30)安装在下面的拉伸机构直线导轨(29)上,其中夹具Ⅱ(34)与拉伸机构力传感器(31)通过连接T型块(32)连接,连接T型块(32)安装在交叉滚柱导轨(33)上;两个试件的夹具Ⅰ(13)和夹具Ⅱ(34)分别固定安装在对应的试件夹具支撑座Ⅰ(14)和夹具支撑座Ⅱ(30)上,从而对试件两端施加拉伸力保证试件中心位置不动;拉伸位移检测是由拉伸位移传感器(40)测量夹具支撑座Ⅱ(30)的位移实现的;所述的四点弯曲预载荷加载机构中的弯曲机构交流伺服电机(2)通过电机法兰盘(3)固定安装在测试平台基座(1)上,与蜗杆蜗轮副Ⅰ(4)形成一级减速和换向,蜗轮安装在弯曲机构丝杠蜗固定座(7)上的单向丝杠螺母副(48)上,然后通过单向丝杠螺母副(48)将蜗轮蜗杆副Ⅰ4的旋转运动转化为单向直线运动,带动导轨连接台(9)上的弯曲机构力传感器(10)和四点弯曲压头(35)做往复直线运动,其中弯曲机构力传感器(10)和四点弯曲压头(35)通过连接块(12)相连;弯曲机构直线导轨(49)安装在导轨连接台(9)上,通过四点弯曲压头(35)的往复直线运动,实现对试件的弯曲加载与卸载;弯曲位移检测是由安装在位移传感器支架(6)上的弯曲位移
\t蜗传感器(5)通过测量位移传感器挡板(11)的位移实现的;所述的弯曲预载荷...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔利娜尤元关常君邵珠超李瑞
申请(专利权)人:长春工业大学
类型:发明
国别省市:吉林;22

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