一种低维材料微扭转力学性能测试装置制造方法及图纸

技术编号:6508246 阅读:514 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种低维材料微扭转力学性能测试装置,包括机架、力传感器、微扭矩传感器、扭丝转角测量组件、上、下夹头、步进电机、三维平移台、丝杠螺母组件、伺服控制器、A/D采集卡和计算机系统。微扭矩传感器的扭丝两端张紧固定在支架上,具有很好的刚度和稳定性,还可通过对扭丝的更换来调整测量范围。另外,微扭矩传感器的上端安装有力传感器,可实时检测扭转测试过程中轴向力大小。本发明专利技术采用光靶和光电位移传感器相结合的方式测量扭丝的转角,和传统的光杠杆法相比,结构紧凑,自动化程度高,稳定性好。通过调节三维平移台实现上、下夹持点的对中。计算机系统可实时获取试样的扭矩-转角曲线。本装置适用于各种低维材料的微扭转力学性能测试。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对纤维、薄膜等低维材料微扭转力学性能测试的装置,属于微尺度材料力学性能精密测量领域。
技术介绍
微电子机械系统(Micro-electromechanical Systems,MEMS)是集传感、信息处理和执行于一体的集成微系统,已广泛应用于加速度传感器、惯性、压力传感器、微型喷气发动机、大规模数据存储系统和微型的生物化学分析设备等,应用领域还在不断扩大。MEMS系统的设计和选材大量采用几何特征尺寸在微米或亚微米量级的硅膜、金属薄膜以及各种纤维等低维材料。因此,对这类材料的力学行为进行准确可靠的测试,不仅对于MEMS的安全性和可靠性至关重要,而且对于微纳米力学和材料科学的研究也有着重要的学术和应用价值。特别是近年来的大量实验表明,当金属材料非均勻塑性变形的特征长度在微米或亚微米量级时,表现出强烈的尺度效应。为了测试微纳米材料的力学性能,研究人员设计了各种微拉伸、微压痕和微弯曲实验装置。但是,对于低维材料的微扭转实验,由于面临诸如扭矩传感器的灵敏度和稳定性、转角的测量、试样的夹持和对中等问题,这方面的工作一直停滞不前,相应的实验装置也鲜有报道。低维材料的微扭转力学性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低维材料微扭转力学性能测试装置,其特征在于,该装置包括机架(1)、力传感器(16)、微扭矩传感器、扭丝转角测量组件、上夹头(7)、下夹头(5)、步进电机(4)、三维平移台(2)、丝杠螺母组件(3)、伺服控制器(17)、A/D采集卡(18)和计算机系统(19);微扭矩传感器包括扭丝(14)、支架(8)、矩形框(10)、上扭丝固定块(15)和下扭丝固定块(9);扭丝(14)张紧固定在支架(8)上,两端分别用上扭丝固定块(15)和下扭丝固定块(9)压紧,矩形框(10)悬挂固定于扭丝(14)的中部;微扭矩传感器的支架(8)通过力传感器(16)悬挂固定在机架(1)的上端,上夹头(7)采用扣件的方...

【技术特征摘要】
1.一种低维材料微扭转力学性能测试装置,其特征在于,该装置包括机架(1)、力传感器(16)、微扭矩传感器、扭丝转角测量组件、上夹头(7)、下夹头(5)、步进电机(4)、三维平移台(2)、丝杠螺母组件(3)、伺服控制器(17)、A/D采集卡(18)和计算机系统(19);微扭矩传感器包括扭丝(14)、支架(8)、矩形框(10)、上扭丝固定块(15)和下扭丝固定块(9);扭丝 (14)张紧固定在支架(8)上,两端分别用上扭丝固定块(15)和下扭丝固定块(9)压紧,矩形框(10)悬挂固定于扭丝(14)的中部;微扭矩传感器的支架(8)通过力传感器(16)悬挂固定在机架(1)的上端,上夹头(7) 采用扣件的方式连接在矩形框(10)的下端,下夹头(5)安装在步进电机(4)的主轴上,上夹头(7)与下夹头(5)用于夹持试样(6),步...

【专利技术属性】
技术研发人员:何玉明刘大彪丁华明胡鹏
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:83

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