用高能X射线进行原位成像的电控压缩试验机及试验方法技术

本发明专利技术公开了一种用高能X射线进行原位成像的电控压缩试验机及试验方法，采用高精度伺服电机作动，利用二级蜗轮蜗杆减速器将电机的旋转运动转化为下夹具的上下直线运动，试样通过上、下夹具固定，通过下夹具的位移控制对试样施加压缩应力，采用微型动态力传感器及激光振动计实时采集试验过程中试样所受载荷及位移，通过控制单元实现试验机的闭环控制。本发明专利技术的试验机是一种具有高精度、较大载荷、体积小、质量轻、能够实现单调压缩等特性的原位压缩材料试验装置，可以实现与同步辐射光源试验平台的良好兼容，满足样品平台对重量、尺寸的要求，能够对各单调加载应力水平下材料的内部结构、典型缺陷进行实时监测。

【技术实现步骤摘要】
用高能X射线进行原位成像的电控压缩试验机及试验方法
本专利技术属于原位成像控制试验设备领域，具体涉及一种用高能X射线进行原位成像的电控压缩试验机及试验方法。
技术介绍
高能X射线计算机断层扫描技术具备亚微米空间和微秒时间分辨率及百keV级的卓越探测能力，较常规工业X光机的试验水平高出几个数量级，使得在微米和亚微米分辨率下观测材料内部孔隙结构演变成为可能，给金属材料、复合材料等细观力学性能研究带来前所未有的机遇。目前，国内在利用高能X射线计算机断层扫描技术对金属材料及复合材料内部孔隙结构破坏过程的研究比较少，急需开展基于高能X射线源的金属材料、复合材料、多孔材料等原位力学性能试验，揭示内部孔隙演化规律及破坏机理。作为冷却剂通过的载体，陶瓷、碳纤维等复合材料的孔隙率往往都比较低，这样才能保证冷却剂在一定的压力下实现定量渗出。在发汗冷却的实际应用中，复合材料的内部孔隙结构完整性对热防护效率有着决定性的影响。而在冷却剂的压力下，材料内部孔隙结构有可能会受到破坏，进而堵塞开孔通道，冷却剂不能及时、均匀、高效地渗出材料表面。由于陶瓷、碳纤维等复合材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用高能X射线进行原位成像的电控压缩试验机，其特征在于，XY微位移平台(1)上通过螺栓固定设置样品旋转平台(2)，样品旋转平台(2)上通过螺栓固定设置试验机底板(3)，试验机底板(3)上通过螺栓固定设置伺服电机(4)、丝杆升降平台(5)和蜗轮蜗杆减速器(13)；/n所述丝杆升降平台(5)顶部通过螺栓固定试验机支撑(6)，试验机支撑(6)上设置围罩下支撑(8)和围罩上支撑(10)；围罩(26)下端通过围罩下卡块(25)安装在围罩下支撑(8)上，同时围罩(26)上端通过围罩上卡块(33)安装在围罩上支撑(10)上；/n所述试验机支撑(6)上设置激光位移传感器(7)，激光位移传感器(7)的长端...

【技术特征摘要】
1.一种用高能X射线进行原位成像的电控压缩试验机，其特征在于，XY微位移平台(1)上通过螺栓固定设置样品旋转平台(2)，样品旋转平台(2)上通过螺栓固定设置试验机底板(3)，试验机底板(3)上通过螺栓固定设置伺服电机(4)、丝杆升降平台(5)和蜗轮蜗杆减速器(13)；
所述丝杆升降平台(5)顶部通过螺栓固定试验机支撑(6)，试验机支撑(6)上设置围罩下支撑(8)和围罩上支撑(10)；围罩(26)下端通过围罩下卡块(25)安装在围罩下支撑(8)上，同时围罩(26)上端通过围罩上卡块(33)安装在围罩上支撑(10)上；
所述试验机支撑(6)上设置激光位移传感器(7)，激光位移传感器(7)的长端插入围罩下支撑(8)预留的空腔内；
所述伺服电机(4)通过法兰盘(12)固定连接蜗轮蜗杆减速器(13)，蜗轮蜗杆减速器(13)穿过丝杆升降机外壳(15)连接蜗杆(22)，蜗杆(22)与涡轮(17)相配合，涡轮(17)轴连丝杆(19)，丝杆(19)顶部设置微型动态载荷传感器(20)，微型动态载荷传感器(20)底部设置连接块(27)；
所述蜗杆(22)两端分别设置蜗杆密封圈(21)和蜗杆止推轴承(23)，涡轮(17)两端分别设置涡轮密封圈(16)和涡轮止推轴承(18)；
所述围罩上支撑(10)顶部设置夹具固定座(11)，夹具固定座(11)和连接块(27)之间安装压缩夹具组件；
所述围罩(26)两侧对应的安装光源X射线发射器(34)和光源X射线接受器(36)。


2.根据权利要求1所述的一种用高能X射线进行原位成像的电控压缩试验机，其特征在于，所述压缩夹具组件为：压缩下夹具(37)固定在连接块(27)上，压缩下夹具(37)顶部有放置压缩试样(38)的凹槽，与压缩下夹具(37)相对应的压缩上夹具(39)的上端通过围罩上支撑(10)中间预留的孔穿出，压缩上夹具(39)的穿出部分与上夹具固定a(31)螺纹配合，上夹具固定a(31)通过上夹具固定b(32)固定在夹具固定座(11)上。


3.根据权利要求1所述的一种用高能X射线进行原位成像的电控压缩试验机，其特征在于，所述围罩(26)的材料为亚克力、石英或碳纤维。


4.根据权利要求1所述的一种用高能X射线进行原位成像的电控压缩试验机，其特征在于，所述激光位移传感器(7)和微型动态载荷传感器(20)通过数据线连接计算机，计算机...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴圣川，谢成，吴正凯，胡雅楠，康国政，张海鸥，王桂兰，赵晋津，张博，李玮洁，葛敬冉，杨绍普，梁军，黄海明，
申请(专利权)人：西南交通大学，华中科技大学，石家庄铁道大学，北京交通大学，北京理工大学，
类型：发明
国别省市：四川;51