[實用新型]力熱場耦合作用下材料原位三點彎曲測試裝置

有效

• 申請號: 201320302476.1
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN203249835U
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 趙宏偉;胡曉利;董曉龍;曲涵;李建平;馬志超;黃虎
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

1.一種力熱場耦合作用下材料原位三點彎曲測試裝置，其特征在于：包括機械加載單元和溫度控制單元，機械加載單元由電機驅動組件、傳動及執行組件、連接支撐組件及信號檢測組件構成，所述電機驅動組件、傳動及執行組件的裝配關系是：無刷直流伺服電機（20）通過彈性聯軸器（28）與蝸桿軸（26）相連，通過蝸桿蝸輪副將動力傳到精密滾珠絲杠（9），支撐頭座（5）與絲杠螺母（8）相連，并與底部的導軌滑塊(23)連接；其中，直流伺服電機（20）與電機支座（21）通過沉頭螺釘連接，該電機支座（21）與底板（3）固定；彈性聯軸器（28）分別與直流伺服電機（20）的輸出軸和蝸桿軸（26）剛性連接，蝸桿軸（26）通過精密軸承支撐在蝸桿支座（27）上，蝸桿支座（27）與底板（3）緊固；蝸輪（25）通過緊固螺釘與精密滾珠絲杠（9）剛性連接，精密滾珠絲杠（9）通過絲杠支座（24）定位安裝，絲杠支座（24）固定在底板（3）的凸臺側面；支撐頭座（5）通過沉頭螺釘與絲杠螺母（8）相連，支撐頭座（5）固定在導軌滑塊（23）上，導軌（22）通過螺釘與導軌底板（7）相連，支撐頭座（5）在導軌組件的導向下，實現支撐頭Ⅰ、Ⅱ（6、10）平穩精確的直線運動。

2.根據權利要求1所述的力熱場耦合作用下材料原位三點彎曲測試裝置，其特征在于：所述的連接支撐組件包括壓頭（16）、支撐頭Ⅰ、Ⅱ（6、10），所述支撐頭Ⅰ、Ⅱ（6、10）的凸起與T型槽的內凹槽間隙配合以實現支撐頭Ⅰ、Ⅱ（6、10）準確定位，通過T型螺栓Ⅰ、Ⅱ（29、31）和螺母Ⅰ、Ⅱ（30、32）緊固；支撐頭座（5）T型槽的設計，可以實現在不同跨距下試件（14）的三點彎曲性能測試；壓頭（16）通過螺紋與力傳感器（33）連接，在原位三點彎曲力學性能測試過程中，壓頭靜止，兩側的壓頭隨著滑塊（23）的移動實現三點彎曲加載，試件（14）的中心位置——受力敏感區域保持不動。

3.根據權利要求1所述的力熱場耦合作用下材料原位三點彎曲測試裝置，其特征在于：所述的信號檢測組件由力傳感器（33）和光電編碼器（19）組成，所述力傳感器（33）一端與底板（3）的凸臺通過螺紋連接，另一端和壓頭（16）同軸連接；所述光電編碼器（19）與直流伺服電機（20）的轉子同軸連接，通過直流伺服電機（20）的脈沖/方向模式提供位移速率控制的數字反饋信號源。

4.根據權利要求1所述的力熱場耦合作用下材料原位三點彎曲測試裝置，其特征在于：所述的溫度控制單元包括可調直流電源（1）、熱敏電阻傳感器（15）、溫度控制器（18）、薄云母片（12）和夾持簧片Ⅰ、Ⅱ（4、13），所述夾持簧片Ⅰ、Ⅱ（4、13）通過AB膠連接在支撐頭座（5）上，隨支撐頭Ⅰ、Ⅱ（6、10）同步運動，并且依靠自身的彈性夾持在試件（14）的兩端；兩個夾持簧片Ⅰ、Ⅱ（4、13）分別連接可調直流電源（1）的兩極，在電流的作用下導體試件（14）自身產生熱量，實現對試件（14）的均勻加熱；通過熱敏電阻傳感器（15）測定試件（14）的實時溫度；另外，在熱敏電阻（15）和試件（14）之間設有一層薄云母片（12），在傳遞熱量的同時以隔絕電流對溫度傳感器（15）自身的影響；溫度控制器（18）實現溫度的閉環控制。

5.根據權利要求2或3所述的力熱場耦合作用下材料原位三點彎曲測試裝置，其特征在于：所述的力傳感器（33）與壓頭（16）之間設有一層隔熱罩（17），以隔絕熱場對力傳感器（33）的影響；壓頭（16）和支撐頭Ⅰ、Ⅱ（6、10）均由耐高溫的陶瓷材料制成。