一种针对压电薄膜的应力耦合试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种针对压电薄膜的应力耦合试验装置，包括底座（10）、外壳（20）、第一丝杠（30）、滑杆（40）、滑动组件（50）、夹持组件（60）、联动组件（70）及第二丝杠（80）；滑动组件（50）包括滑动块（51）与连接板（52），夹持组件（60）由上夹持组件（61）与下夹持组件（62）组成，联动组件（70）包括第一连接杆（71）、第一涡轮（72）、第二涡轮（73）、第二旋转套筒（74）、第二连接杆（75）及液压组件（76）。该装置能够真实模拟压电薄膜在实际使用过程中的拉伸应力与扭转应力状态，结合气候环境试验实现应力载荷与环境老化因素的动态耦合，从而较为真实、准确的为实际使用与生产提供可靠的指导与评估。用与生产提供可靠的指导与评估。用与生产提供可靠的指导与评估。

【技术实现步骤摘要】
一种针对压电薄膜的应力耦合试验装置


[0001]本专利技术涉及材料力学试验
，具体涉及一种针对压电薄膜的应力耦合试验装置。

技术介绍

[0002]压电薄膜拥有密度低、化学性能稳定、柔韧性良好、阻抗较低和压电常数大等优点，被广泛应用于武器装备、航天航空、电子电力、生物医疗等领域，如船舰声纳系统水声换能、超声探伤、陶瓷滤波器、电声换能器和红外探测器等各类装置中。
[0003]压电薄膜在使用过程中，一方面会承受环境温度、湿度、腐蚀介质、太阳辐射等老化因素的影响，造成其电学性能退化，另一方面还会承受拉伸压力、扭转应力等工况载荷的影响，进一步导致其电学性能疲劳退化。然而，现有技术中对于压电薄膜的电学性能试验通常是在老化箱或自然环境下进行，其虽然能够较好的检测压电薄膜在静置状态下的电性能的老化规律，但无法真实还原压电薄膜实际使用过程中所受到的载荷，导致薄膜环境测试结果与实际使用情况存在较大差异，从而无法精准分析压电薄膜的老化情况，难以准确进行压电薄膜或器件在实际使用过程中的可靠性评估以及使用寿命预测，对实际生产使用的指导意义较小。

技术实现思路

[0004]针对以上现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种针对压电薄膜的应力耦合试验装置，该装置能够真实模拟压电薄膜在实际使用过程中的拉伸应力与扭转应力状态，结合环境试验实现应力载荷与环境老化因素的动态耦合，从而较为真实、准确的获得压电薄膜在实际使用过程中的可靠性与使用寿命参数，为实际使用与生产提供可靠的指导与评估。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0006]一种针对压电薄膜的应力耦合试验装置，其特征在于：包括底座、外壳、第一丝杠、滑杆、滑动组件、夹持组件、联动组件以及第二丝杠；所述外壳固定设置在所述底座上端面且外壳内设置第一丝杠与滑杆，所述第一丝杠一端与外壳上端面转动连接、另一端贯穿所述底座上端面且与底座下端面转动连接，所述滑杆为两根且它们对称设置在所述第一丝杠左、右两侧，所述滑杆底部固定设置在所述底座上端面，所述底座内设置空腔；所述滑动组件包括滑动块与连接板，所述滑动块中部套接在所述第一丝杠外壁且与第一丝杠螺纹连接，滑动块两端分别套接在两侧的所述滑杆外壁且与对应滑杆滑动连接，所述连接板一端与所述滑动块固定连接、另一端贯穿所述外壳，所述外壳对应所述连接板设置竖直的滑动槽、以便于连接板上下滑动；所述夹持组件由上夹持组件与下夹持组件组成，所述上夹持组件与下夹持组件同轴安装且夹持端相互对应，所述上夹持组件与连接板远离滑动块的一端固定连接；所述第二丝杠竖直设置在空腔内、其一端与所述底座下端面转动连接、另一端固定连接一转动块，所述转动块贯穿所述底座上端面且与底座上端面转动连接，所述转动块
远离所述第二丝杠的一端与下夹持组件固定连接；
[0007]所述联动组件设置在所述空腔内，包括第一连接杆、第一涡轮、第二涡轮、第二旋转套筒、第二连接杆以及液压组件；所述液压组件设置在所述底座下侧；所述第一连接杆为上粗下细结构，其上端贯穿所述底座上端面、位于外壳内，且其下端贯穿底座下端面、与液压组件连接；所述第一涡轮套接在所述第一连接杆位于所述空腔的外壁，所述第一连接杆外壁且绕其中轴线均匀设置若干滑动条，所述第一涡轮中部对应所述滑动条设置滑动孔，所述滑动条卡入对应的所述滑动孔内且滑动连接，所述第一涡轮外侧与第一丝杠啮合；所述第二涡轮位于所述第一涡轮下侧且其中部设置一通孔，所述第二涡轮与第一涡轮中轴线错位(即不在一条直线上)，第二涡轮下端面固定连接第二旋转套筒且第二旋转套筒中轴线与第二涡轮中轴线共线，所述第二旋转套筒下端与底座下端面转动连接，第二涡轮外壁与所述第二丝杠啮合；所述第二涡轮内壁设置环形内齿，所述第一连接杆竖直设置在环形内齿内侧的一端且第一连接杆位于第二涡轮下侧的外壁固定套接第一齿轮、第一齿轮能与环形内齿啮合；所述第二连接杆竖直设置在所述环形内齿内侧且与第一连接杆相对的一端，第二连接杆一端位于所述第二涡轮上侧、另一端贯穿所述底座且与所述液压组件连接，所述第二连接杆位于所述第二涡轮下侧的外壁固定套接第二齿轮、所述第二齿轮能与所述环形内齿啮合。
[0008]作进一步优化，所述试验装置的试验频率范围为0.01～50Hz，所述试验装置的扭转应力的载荷范围为
±
1000N
·
m，拉伸应力的载荷范围采用拉伸应变σ衡量，设置为1％～10％；所述试验装置的有效夹持间距为0～50mm。
[0009]作进一步优化，所述底座下端面设置支撑脚，用于支撑整个试验装置。
[0010]作进一步优化，为避免滑动块超出有效夹持间距，所述滑杆顶部设置第一限位块。
[0011]作进一步优化，所述第一丝杠上端设置转动把手，用于控制第一丝杠转动。
[0012]作进一步优化，所述外壳上部且对应转动把手设置环状凸起，与转动把手配合安装防止试验时冷凝水流入。
[0013]作进一步优化，所述外壳位于所述夹持组件的一侧侧面设置长度刻度线，用于定量调节拉伸应变；所述底座上端面以所述下夹持组件中轴线为基准设置角度刻度线，用于定量扭转应变。
[0014]作进一步优化，所述上夹持组件与下夹持组件均包括“L”形支架、固定夹持手、滑动夹持手、固定套筒以及调节螺杆，所述“L”形支架与所述连接板或所述转动块固定连接(即上夹持组件的“L”形支架与连接板固定连接、下夹持组件的“L”形支架与转动块固定连接)；所述固定夹持手与所述“L”形支架的相对面(即上夹持组件与下夹持组件的“L”形支架相对面)固定连接，所述滑动夹持手靠近所述“L”形支架相对面的一端与所述固定夹持手滑动连接、远离所述“L”形支架相对面的一端与所述固定夹持手组成夹持头结构；所述固定套筒一端与所述“L”形支架固定连接、另一端垂直贯穿所述固定夹持手中部且与所述固定夹持手固定连接；所述调节螺杆一端与所述固定套筒远离所述“L”形支架的一端螺纹连接、另一端垂直贯穿所述滑动夹持手且与所述滑动夹持手转动连接。
[0015]作进一步优化，所述第一丝杠与所述底座下端面、所述第一丝杠与所述外壳上端面、所述第二丝杠与所述底座下端面通过第一滚珠轴承转动连接。
[0016]作进一步优化，为实现第一涡轮的定位、避免其上下移动，所述第一涡轮上端面固
定设置一第一旋转套筒、且所述第一旋转套筒远离所述第一涡轮的一端与所述底座上端面下侧转动连接。
[0017]作进一步优化，所述第一连接杆与所述底座上端面及下端面、所述第二连接杆与所述底座下端面通过第二滚转轴承转动连接，且所述第二滚珠轴承嵌入所述底座的上端面或下端面，避免第一连接杆或第二连接杆上下移动时带动第二滚珠轴承的移动。
[0018]作进一步优化，所述第一连接杆上端(即位于底座上端面上侧)、所述第二连接杆上端(即位于第二涡轮上端面上侧)固定设置第二限位块。
[0019]优选的，所述滑动条的数量为4～12根、对应所述滑动孔的数量为4～12根。
[0020]作进一步优化，所述液压组件包括第一液压装置、连接台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对压电薄膜的应力耦合试验装置，其特征在于：包括底座（10）、外壳（20）、第一丝杠（30）、滑杆（40）、滑动组件（50）、夹持组件（60）、联动组件（70）以及第二丝杠（80）；所述外壳（20）固定设置在所述底座（10）上端面且外壳（20）内设置第一丝杠（30）与滑杆（40），所述第一丝杠（30）一端与外壳（20）上端面转动连接、另一端贯穿所述底座（10）上端面且与底座（10）下端面转动连接，所述滑杆（40）为两根且它们对称设置在所述第一丝杠（30）左、右两侧，所述滑杆（40）底部固定设置在所述底座（10）上端面，所述底座（10）内设置空腔（101）；所述滑动组件（50）包括滑动块（51）与连接板（52），所述滑动块（51）中部套接在所述第一丝杠（30）外壁且与第一丝杠（30）螺纹连接，滑动块（51）两端分别套接在两侧的所述滑杆（40）外壁且与对应滑杆（40）滑动连接，所述连接板（52）一端与所述滑动块（51）固定连接、另一端贯穿所述外壳（20），所述外壳（20）对应所述连接板（52）设置竖直的滑动槽（22）；所述夹持组件（60）由上夹持组件（61）与下夹持组件（62）组成，所述上夹持组件（61）与下夹持组件（62）同轴安装且夹持端相互对应，所述上夹持组件（61）与连接板（52）远离滑动块（51）的一端固定连接；所述第二丝杠（80）竖直设置在空腔（101）内、其一端与所述底座（10）下端面转动连接、另一端固定连接一转动块（81），所述转动块（81）贯穿所述底座（10）上端面且与底座（10）上端面转动连接，所述转动块（81）远离所述第二丝杠（80）的一端与下夹持组件（62）固定连接；所述联动组件（70）设置在所述空腔（101）内，包括第一连接杆（71）、第一涡轮（72）、第二涡轮（73）、第二旋转套筒（74）、第二连接杆（75）以及液压组件（76）；所述液压组件（76）设置在所述底座（10）下侧；所述第一连接杆（71）为上粗下细结构，其上端贯穿所述底座（10）上端面、位于外壳（20）内，且其下端贯穿底座（10）下端面、与液压组件（76）连接；所述第一涡轮（72）套接在所述第一连接杆（71）位于所述空腔（101）的外壁，所述第一连接杆（71）外壁且绕其中轴线均匀设置若干滑动条（711），所述第一涡轮（72）中部对应所述滑动条（711）设置滑动孔（720），所述滑动条（711）卡入对应的所述滑动孔（720）内且滑动连接，所述第一涡轮（72）外侧与第一丝杠（30）啮合；所述第二涡轮（73）位于所述第一涡轮（72）下侧且其中部设置一通孔，所述第二涡轮（73）与第一涡轮（72）中轴线错位，第二涡轮（73）下端面固定连接第二旋转套筒（74）且第二旋转套筒（74）中轴线与第二涡轮（73）中轴线共线，所述第二旋转套筒（74）下端与底座（10）下端面转动连接，第二涡轮（73）外壁与所述第二丝杠（80）啮合；所述第二涡轮（73）内壁设置环形内齿（730），所述第一连接杆（71）竖直设置在环形内齿（730）内侧的一端且第一连接杆（71）位于第二涡轮（73）下侧的外壁固定套接第一齿轮（712）、第一齿轮（712）能与环形内齿（730）啮合；所述第二连接杆（75）竖直设置在所述环形内齿（730）内侧且与第一连接杆（71）相对的一端，第二连接杆（75）一端位于所述第二涡轮（73）上侧、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旋，李忠盛，宋凯强，丛大龙，黄安畏，张敏，彭冬，白懿心，丁星星，詹青青，
申请(专利权)人：中国兵器工业第五九研究所，
类型：发明
国别省市：