一种原位双轴裂纹扩展路径自动跟踪测量系统及测量方法技术方案

一种原位双轴裂纹扩展路径自动跟踪测量系统及测量方法，在光学平台台面上固定设置有十字滑台，十字滑台的台面上固定设置有双向加载装置，双向加载装置的上方对应被测试样设置有用于采集图像的电子显微镜，电子显微镜固定安装在粗微调显微支架上，粗微调显微支架中的导向柱的两端通过设置在光学平台台面上的支撑架进行固定，十字滑台的X方向和Y方向上的导轨滑块上分别设置有位移传感器，位移传感器的信号端连接XY双向移动平台控制器，双向加载装置中X方向和Y方向的夹具上分别设置一个力传感器，力传感器的信号端连接双向加载装置控制器，双向加载装置控制器和XY双向移动平台控制器分别连接计算机。本发明专利技术能够揭示材料在微观尺度下的裂纹发殿的过程。

Automatic tracking measuring system and measuring method for in situ biaxial crack propagation path

Automatic path tracking system and method for measuring in situ biaxial extension of a crack in the optical platform is fixedly arranged on the cross slide, cross slide table is fixedly arranged on the bidirectional loading device, corresponding to above two-way loading device is provided with test samples for electron microscopy electron microscopy images collected, fixed on the coarse and fine adjustment the micro bracket, both ends of the guiding column in the fine and coarse micro bracket are fixed through the support frame is arranged on the optical platform table, guide and slide cross slide X direction and Y direction are respectively arranged on the displacement sensor, the signal of the displacement sensor is connected XY two-way mobile platform controller, clamp X and Y directions the bidirectional loading device are respectively provided with a force sensor, force sensor signal connecting ends of the bidirectional loading device controller, double Connect the computer to the load device controller and the XY bidirectional mobile platform controller, respectively. The present invention can reveal the process of crack initiation at microscopic scale.

【技术实现步骤摘要】
一种原位双轴裂纹扩展路径自动跟踪测量系统及测量方法
本专利技术涉及一种裂纹测量装置。特别是涉及一种揭示材料在微观尺度下的裂纹萌生、扩展、直至开裂过程的原位双轴裂纹扩展路径自动跟踪测量系统及测量方法。
技术介绍
结构或元件在使用过程中，由于交变载荷的作用，或者由于载荷和环境腐蚀的联合作用，会产生微小的裂纹。裂纹将随着交变载荷周次的增加或环境腐蚀时间的延长而逐渐扩展。随着裂纹尺寸增大，结构或元件的剩余强度逐渐减小，最后导致断裂。因此疲劳破坏时的作用力远小于静载荷破坏时的作用力，而且疲劳破坏时一般都没有明显的变形，对工程结构的危害很大。统计表明在各种机械零件的断裂事故中，大约有80％以上是由于疲劳实效引起的。传统力学研究多集中于零件或试样在受到单轴应力作用下的裂纹扩展行为，而对于承受面内双轴作用力的裂纹扩展行为研究较少。并且在多轴应力作用下，裂纹扩展方向会发生偏转，传统的手动观测方法很难及时捕捉裂纹尖端。传统测量裂纹尖端，都是用读数显微镜，就是镜头中间有刻蚀的标尺，让标尺对准裂纹尖端，随着裂纹尖端扩展，需要人为的调整显微镜位置，使得裂纹尖端再次对准标尺，这时候读取显微镜移动距离(通常显微镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位双轴裂纹扩展路径自动跟踪测量系统，包括有计算机(19)，以及由光学平台台面(13)和光学平台支腿(14)构成的光学平台，其特征在于，所述的光学平台台面(13)上固定设置有十字滑台(12)，所述十字滑台(12)的台面上固定设置有用于加载被测试样(10)的双向加载装置(11)，所述的双向加载装置(11)的上方对应所述的被测试样(10)设置有用于采集图像的电子显微镜，所述的电子显微镜固定安装在粗微调显微支架(9)上，所述粗微调显微支架(9)中的导向柱(16)的两端通过设置在光学平台台面(13)上的支撑架进行固定，其中，所述十字滑台(12)的X方向和Y方向上的导轨滑块上分别设置有位移传感器，所...

【技术特征摘要】
1.一种原位双轴裂纹扩展路径自动跟踪测量系统，包括有计算机(19)，以及由光学平台台面(13)和光学平台支腿(14)构成的光学平台，其特征在于，所述的光学平台台面(13)上固定设置有十字滑台(12)，所述十字滑台(12)的台面上固定设置有用于加载被测试样(10)的双向加载装置(11)，所述的双向加载装置(11)的上方对应所述的被测试样(10)设置有用于采集图像的电子显微镜，所述的电子显微镜固定安装在粗微调显微支架(9)上，所述粗微调显微支架(9)中的导向柱(16)的两端通过设置在光学平台台面(13)上的支撑架进行固定，其中，所述十字滑台(12)的X方向和Y方向上的导轨滑块上分别设置有位移传感器，所述位移传感器的信号端连接XY双向移动平台控制器(18)，所述双向加载装置(11)中X方向和Y方向的夹具上分别设置一个力传感器(7)，所述力传感器(7)的信号端连接双向加载装置控制器(17)，所述双向加载装置控制器(17)和XY双向移动平台控制器(18)分别连接计算机(19)。2.根据权利要求1所述的一种原位双轴裂纹扩展路径自动跟踪测量系统，其特征在于，所述的支撑架包括有垂直设置在光学平台台面(13)后侧两个端角上的两个支柱(2)，连接在两个所述支柱(2)顶端上的上横梁(1)和连接在两个支柱(2)之间且位于所述上横梁(1)下面的下横梁(3)，所述粗微调显微支架(9)中的导向柱(16)的顶端固定连接在上横梁(1)的下端面上，所述粗微调显微支架(9)中的导向柱(16)的底端固定连接在下横梁(3)的上端面上。3.根据权利要求2所述的一种原位双轴裂纹扩展路径自动跟踪测量系统，其特征在于，两个所述支柱(2)的前侧面上分别各连接一个起支撑作用的斜支柱(4)，所述斜支柱(4)的底端固定在所述光学平台台面(13)前侧的两个端角上。4.根据权利要求1所述的一种原位双轴裂纹扩展路径自动跟踪测量系统，其特征在于，所述电子显微镜是由智能摄像机(8)和齐焦显微镜头(5)组成，所述的齐焦显微镜头(5)固定插入在所述粗微调显微支架(9)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，林强，石守稳，王磊，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12