[發(fā)明專利]一種介觀尺度金屬材料單向拉伸原位觀察裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310553941.3
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103575593A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 但文蛟;張衛(wèi)剛;劉飛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04;G01B11/16
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

1.一種介觀尺度金屬材料單向拉伸原位觀察裝置，其特征在于，包括機(jī)械部分、宏觀力學(xué)參數(shù)測試部分和微觀變形場測試部分；

所述的機(jī)械部分由支撐模塊、傳動模塊、夾持模塊組成；

所述的宏觀力學(xué)參數(shù)測試部分由力測試模塊、位移測試模塊、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成；

所述的微觀變形場測試部分由顯微設(shè)備及原位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成；

待測試樣通過夾持模塊夾持，安裝在支撐模塊上，并通過傳動模塊傳動對試樣兩端同時施加拉伸載荷，通過顯微設(shè)備及原位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集試樣不同變形程度條件下的微觀結(jié)構(gòu)變化特征，以建立宏觀變形條件下微觀尺度的變形場特征，同時通過力測試模塊和位移測試模塊獲取對應(yīng)變形條件下宏觀力學(xué)性能參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介觀尺度金屬材料單向拉伸原位觀察裝置，其特征在于，所述的支撐模塊包括：電機(jī)支撐(2)、底座(3)、傳動絲桿支撐一(4)、滑動導(dǎo)軌一(5)、滑動單元一(6)、滑動單元二(7)、傳動絲桿支撐二(9)、滑動導(dǎo)軌二(10)、夾頭支撐一(12)、夾頭支撐二(15)、力傳感器固定支座(17)；所述的電機(jī)支撐(2)固定在底座(3)上，所述的傳動絲桿支撐一(4)和傳動絲桿支撐二(9)分別固定在底座(3)兩端，所述的滑動導(dǎo)軌一(5)和滑動導(dǎo)軌二(10)分別固定在底座(3)兩側(cè)，所述的滑動單元一(6)、滑動單元二(7)均滑動地設(shè)置在滑動導(dǎo)軌一(5)和滑動導(dǎo)軌二(10)上，所述的夾頭支撐一(12)固定在滑動單元一(6)上，所述的夾頭支撐二(15)固定在滑動單元二(7)上；

所述的夾持模塊包括：夾頭一(11)、試樣(13)、夾頭二(14)；所述的夾頭一(11)固定在夾頭支撐一(12)上，所述的夾頭二(14)固定在夾頭支撐二(15)上，夾頭一(11)和夾頭二(14)分別夾住試樣(13)兩端上，試樣(13)一端還連接有力傳感器(16)，該力傳感器(16)固定在力傳感器固定支座(17)上；

所述的傳動模塊包括：直流伺服電機(jī)(1)、雙向傳絲桿(8)；所述的直流伺服電機(jī)(1)安裝在電機(jī)支撐(2)上，并連接雙向傳絲桿(8)，雙向傳絲桿(8)固定安裝在傳動絲桿支撐一(4)和傳動絲桿支撐二(9)上；

直流伺服電機(jī)(1)驅(qū)動雙向傳絲桿(8)轉(zhuǎn)動，帶動夾頭支撐一(12)以及夾頭支撐二(15)通過滑動單元一(6)、滑動單元二(7)在滑動導(dǎo)軌一(5)以及滑動導(dǎo)軌二(10)上同時以相同速度做勻速相向運(yùn)動，從而帶動夾頭一(11)和夾頭二(14)運(yùn)動，拉伸試樣(13)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的介觀尺度金屬材料單向拉伸原位觀察裝置，其特征在于，所述的夾頭一(11)和夾頭二(14)以相同速度做勻速相向運(yùn)動，保持試樣(13)最大變形區(qū)在顯微設(shè)備下視場不發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)變形過程中的微觀結(jié)構(gòu)的變形場觀測。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的介觀尺度金屬材料單向拉伸原位觀察裝置，其特征在于，所述的力測試模塊由力傳感器(16)、力數(shù)據(jù)采集卡(21)組成，所述的力傳感器(16)連接試樣(13)，探測試樣(13)變形所用的載荷，并通過力數(shù)據(jù)采集卡(21)采集該載荷數(shù)據(jù)；

所述的位移測試模塊由位移傳感器(18)、位移數(shù)據(jù)采集卡(19)組成，所述的位移傳感器(18)夾持在試樣(13)上，通過位移數(shù)據(jù)采集卡(19)獲取試樣(13)標(biāo)距范圍內(nèi)的位移；

所述的原位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括力與位移原位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(20)，分別連接力數(shù)據(jù)采集卡(21)和位移數(shù)據(jù)采集卡(19)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的介觀尺度金屬材料單向拉伸原位觀察裝置，其特征在于，所述的顯微設(shè)備位于試樣(13)上方，顯微設(shè)備(22)連接拍攝相機(jī)，并將數(shù)據(jù)和觀察畫面?zhèn)魅朐粩?shù)據(jù)采集系統(tǒng)(23)，并及時保存。