一种基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置，包括载台、楔形旋转体和脉冲功率电源，楔形旋转体位于载台上方，脉冲功率电源通过导体连接到载台和楔形旋转体，被测对象固定在载台上，楔形旋转体顶部通过传动轴连接至驱动轴输出端，驱动轴驱动楔形旋转体旋转并可向下施加压力，楔形旋转体可压紧被测对象并在其表面旋转。本发明专利技术通过调控脉冲功率电源的输出参数、施加的压力及楔形旋转体的转速，实现电、磁、热、力的同步控制，进而实现电磁热力多场耦合极端条件的同步动态加载。磁热力多场耦合极端条件的同步动态加载。磁热力多场耦合极端条件的同步动态加载。

【技术实现步骤摘要】
一种基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置


[0001]本专利技术涉及测试设备
，具体涉及一种基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置。

技术介绍

[0002]在极端电磁能、材料科学、高端装备研究及应用领域，涉及到电
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磁
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热
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力多场耦合极端条件的同步出现。在此种极端电
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磁
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力
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热耦合条件下，材料性能面临严峻考验。目前，现有的电
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磁
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力
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热同步加载装置，仅能实现其中某个极端条件的静态等效加载或某些条件耦合的低参数同步加载，尚无法为检验材料在电
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磁
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热
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力多场耦合极端条件下的损伤现象和研究此种极端条件下的材料机理提供测试环境，无法解决国防、工业中极端电磁能、材料科学、高端装备的科研所面临的电
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磁
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热
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力多场耦合的极端测试条件问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置，包括载台、楔形旋转体和脉冲功率电源，脉冲功率电源通过导体连接载台和楔形旋转体，楔形旋转体位于载台上方，被测对象固定在载台上，楔形旋转体连接至驱动轴输出端，驱动轴驱动楔形旋转体旋转的同时向下施加压力，楔形旋转体可压紧被测对象并在其表面旋转。
[0004]作为上述方案进一步的优选：所述载台、楔形旋转体以及被测对象均为导体。
[0005]作为上述方案进一步的优选：所述楔形旋转体顶部通过传动轴与驱动轴输出端相连接。
[0006]作为上述方案进一步的优选：所述驱动轴输出端依次设有第一联轴器、绝缘垫片和第二联轴器，绝缘垫片夹设于第一联轴器和第二联轴器之间，第二联轴器另一端连接至传动轴。
[0007]作为上述方案进一步的优选：所述传动轴上设有键槽，楔形旋转体顶部设有连接轴，连接轴另一端连接至传动轴。
[0008]作为上述方案进一步的优选：所述楔形旋转体与驱动轴连接处安装有导电环，导电环通过轴承与传动轴相套接。
[0009]作为上述方案进一步的优选：所述脉冲功率电源的一个电极通过导体和导电环连接至楔形旋转体，另一个电极连通过导体接至载台。
[0010]本专利技术的有益效果：通过对脉冲功率电源的输出参数、驱动轴施加的压力及楔形旋转体转速的调控，实现电、磁、热、力的同步控制，进而实现电磁热力多场耦合极端条件的同步动态加载，对研究材料在极端电磁热力条件下的损伤现象和机理意义重大，具体如下：
（1）、本专利技术的基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置，工作时，满足被测对象通脉冲电流的同时，控制所需压力的加载及楔形体的旋转速度，在旋转过程，与被测对象的表面形成面接触的滑动摩擦产生大量的摩擦热，并结合脉冲电流产生的大量焦耳热和电弧热，使被测对象表面的温度急剧升高，同时脉冲电流在被测对象与楔形体之间产生极大电磁力，结合驱动轴施加的压力、摩擦力以及热应力，使被测对象应变快速上升，从而实现了电
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磁
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热
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力多场耦合极端条件的同步动态加载；（2）、本专利技术中利用楔形体的旋转在被测对象表面形成面接触的滑动摩擦，实现对一个平面型被测对象的测试，使整个被测平面全部加载到相同条件的载荷，被测对象与楔形旋转体的有效接触面积扩大，相当于测试面积扩大，接近实际应用环境，数据更有效。
附图说明
[0011]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是实施例中基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置的结构示意图；图2是实施例中楔形旋转体和驱动轴的结构示意图；图3是实施例中楔形旋转体和驱动轴的爆炸示意图；附图标记为：1、载台；2、楔形旋转体；21、连接轴；3、脉冲功率电源；31、导体；4、被测对象；5、驱动轴；51、第一联轴器；52、绝缘垫片；53、第二联轴器；54、轴承；55、导电环；6、传动轴；61、键槽。
具体实施方式
[0012]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0013]参见图1和图2，本实施例中提供一种基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置，包括载台1、楔形旋转体2和脉冲功率电源3，楔形旋转体2位于载台1上方，脉冲功率电源3通过导体连接至载台1和楔形旋转体2，载台1用于支撑和固定被测对象4，被测对象4通过螺栓或夹具固定在载台1上，楔形旋转体2顶部通过传动轴6连接至驱动轴5输出端，驱动轴5用于驱动楔形旋转体2旋转并可向下施加压力，楔形旋转体2在驱动轴5的作用下压紧被测对象4并在其表面旋转，被测对象4受到的压力通过驱动轴5调节，楔形旋转体2旋转并与被测对象4形成面接触的滑动运动，在被测对象4表面产生滑动摩擦，载台1、楔形旋转体2以及被测对象4均为导体。
[0014]本实施例的基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置，结合测量系统，实时测量脉冲电流、脉冲电压、被测对象4的表面温度、应力及电磁场等信号，并对信号高速采样。
[0015]本实施例的基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置，控制测量设备给脉冲功率电源3和驱动轴5发时序控制信号，满足被测对象4通脉冲电流的同时，通过驱动轴5的加压机构同步加载所需压力，同时通过驱动轴5控制楔形旋转体2高速旋转，在楔形旋转体2高速旋转的过程，与被测对象4形成面接触滑动摩擦，产生大量摩擦热，结合脉冲电流产生的大量焦耳热和电弧热，在摩擦热、焦耳热及电弧热的共同作用下，被测对象4的表面温度
快速上升；强大的脉冲电流使被测对象4与楔形旋转体2之间产生极大电磁力，结合驱动轴5施加的压力、楔形旋转体2与被测对象4之间的摩擦力及热应力作用，被测对象4的应变快速上升，从而实现了电
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磁
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热
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力多场耦合极端条件的同步动态加载。另外，同时实现楔形旋转体2的高速旋转，可以实现对一个平面型被测对象4测试，使整个被测平面全部加载到相同条件的载荷，其优势在于被测对象4与楔形旋转体2的有效接触面积扩大，相当于扩大测试面积，接近实际应用环境，数据更有效。
[0016]参见图1、图2和图3，楔形旋转体2和驱动轴5输出端的连接结构具体为：驱动轴5输出端依次设有第一联轴器51、绝缘垫片52和第二联轴器53，绝缘垫片52夹设于第一联轴器51和第二联轴器53之间，第二联轴器53另一端连接至传动轴6，传动轴6上设有键槽61，楔形旋转体2顶部设有连接轴21，连接轴21另一端连接至传动轴6。
[0017]参见图1和图2，进一步的，楔形旋转体2与驱动轴5连接处安装有可适应高速旋转摩擦环境、耐磨、耐高温的导电环55，导电环55通过轴承54与传动轴6相套接，脉冲功率电源3的一个电极通过导体31本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置，其特征在于，包括载台（1）、楔形旋转体（2）和脉冲功率电源（3），脉冲功率电源（3）通过导体（31）连接载台（1）和楔形旋转体（2），楔形旋转体（2）位于载台（1）上方，被测对象（4）固定在载台（1）上，楔形旋转体（2）连接至驱动轴（5）输出端，驱动轴（5）驱动楔形旋转体（2）旋转的同时向下施加压力，楔形旋转体（2）可压紧被测对象（4）并在其表面旋转。2.根据权利要求1所述的基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置，其特征在于，所述载台（1）、楔形旋转体（2）以及被测对象（4）均为导体。3.根据权利要求1所述的基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置，其特征在于，所述楔形旋转体（2）顶部通过传动轴（6）与驱动轴（5）输出端相连接。4.根据权利要求3所述的基于楔形旋转体的电磁热力动态同步加载装置，其特征在于，所述驱动轴（5）输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄连生，何诗英，陈晓娇，张秀青，李传，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：