[實用新型]力磁耦合加載的材料拉伸/壓縮力學性能原位測試平臺

有效

• 申請號: 201320325594.4
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN203337460U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 趙宏偉;程虹丙;張鵬;董曉龍;方岱寧;裴永茂;周浩;莊慶偉;范輝;馬慶春
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 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

1.一種力磁耦合加載的材料拉伸/壓縮力學性能原位測試平臺，其特征在于：包括精密驅動及傳動單元，信號檢測及控制單元，磁場施加單元，裝夾、連接及支撐單元；

所述精密驅動及傳動單元是：雙輸出軸直流伺服電機（3）軸兩端分別通過彈性聯軸器Ⅰ、Ⅱ（40、2）與一級蝸桿軸Ⅰ、Ⅱ（41、37）連接并提供動力輸出，經過一、二級蝸輪蝸桿傳動副的動力傳遞，動力分別傳至精密左旋滾珠絲杠（45）和精密右旋滾珠絲杠（27）處，通過光杠Ⅰ、Ⅱ（16、38）的導向作用，進一步由絲杠螺母Ⅰ、Ⅱ（50、27）輸出雙向的精密直線位移；

所述信號檢測及控制單元包括精密位移傳感器（20）和精密拉壓力傳感器（10），該精密位移傳感器（20）的前端彈性探頭與絲杠螺母支撐座Ⅰ（8）的凹槽相接觸，精密位移傳感器（20）的主體部分通過調節螺釘Ⅱ（23）與位移傳感器基座（24）間隙配合；精密拉壓力傳感器（10）兩端分別與力傳感器固定擋塊（12）和力傳感器基座（9）相連；精密位移傳感器（20）前端彈性探頭的伸縮方向、精密拉壓力傳感器（10）的受力方向與標準試件（47）在載荷作用下的伸縮方向相同；

所述磁場施加單元由鐵芯支撐架Ⅰ、Ⅱ（5、21）、鐵芯Ⅰ、Ⅱ（6、22）以及線圈Ⅰ、Ⅱ（48、49）組成，所述線圈Ⅰ、Ⅱ（48、49）分別纏繞在鐵芯Ⅰ、Ⅱ（6、22）上，并在通電之后產生電磁場，鐵芯起到增強電磁場的作用；

所述裝夾、連接及支撐單元包括標準試件夾具Ⅰ、Ⅱ（17、25）、夾具壓板Ⅰ、Ⅱ（7、4）及標準試件（47），該標準試件（47）安裝在標準試件夾具Ⅰ、Ⅱ（17、25）中，并通過旋緊調節螺釘Ⅰ（19）將夾具壓板Ⅰ、Ⅱ（7、4）、標準試件（47）及標準試件夾具Ⅰ、Ⅱ（17、25）三者壓緊。

2.根據權利要求1所述的力磁耦合加載的材料拉伸/壓縮力學性能原位測試平臺，其特征在于：所述的雙輸出軸直流伺服電機（3）的兩端輸出軸的動力分別經由一級蝸桿Ⅰ、Ⅱ（11、36）與一級渦輪Ⅰ、Ⅱ（42、34）傳遞到二級蝸桿Ⅰ、Ⅱ（14、31），通過二級蝸輪Ⅰ、Ⅱ（13、30）驅動與之相連的精密左旋和右旋滾珠絲杠（45、27）完成對絲杠螺母支撐座Ⅰ、Ⅱ（8、35）對稱直線驅動，進而保證了拉伸過程中試件中心點的位置恒定性。

3.根據權利要求1所述的力磁耦合加載的材料拉伸/壓縮力學性能原位測試平臺，其特征在于：所述的精密拉壓力傳感器（10）一端通過螺紋與力傳感器固定擋塊（12）相連，力傳感器固定擋塊（12）與絲杠螺母支撐座Ⅰ（8）通過緊固螺釘剛性連接；力傳感器基座（9）通過連接螺釘固定在導軌副（18）的滑塊上，導軌副（18）的導軌通過連接螺釘固定在絲杠螺母支撐座Ⅰ（8）上；導軌副（18）對力傳感器基座（9）起支撐和導向作用，可以有效地消除因接觸摩擦和傾覆力矩對精密拉壓力傳感器（10）的影響。

4.根據權利要求1所述的力磁耦合加載的材料拉伸/壓縮力學性能原位測試平臺，其特征在于：所述的鐵芯支撐架Ⅰ、Ⅱ（5、21）通過緊固螺釘緊固在基座（1）上，鐵芯Ⅰ、Ⅱ（6、22）分別與鐵芯支撐架Ⅰ、Ⅱ（5、21）的軸孔進行過盈配合，線圈Ⅰ、Ⅱ（48、49）分別纏繞在鐵芯Ⅰ、Ⅱ（6、22）上；線圈Ⅰ、Ⅱ（48、49）通電之后產生電磁場，通過調節線圈電流來調節磁場大小，其中鐵芯Ⅰ、Ⅱ（6、22）具有增強磁場強度的作用。