[實用新型]力熱耦合加載的雙軸雙向拉伸/壓縮原位測試系統

有效

• 申請號: 201320325666.5
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN203337479U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 趙宏偉;張鵬;董曉龍;程虹丙;徐超;高景;韓磊;馬志超
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 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

1.一種力熱耦合加載的雙軸雙向拉伸/壓縮原位測試系統，其特征在于：包括電機驅動單元、傳動單元、夾持單元、檢測單元及溫度加載單元，雙軸加載動力由兩臺直流伺服電機分別提供，兩路傳動過程相同，由直流伺服電機通過蝸輪蝸桿傳動副的動力傳遞，動力傳至精密左右旋滾珠絲杠，絲杠螺母和螺母座相連，螺母座在導軌組件的支撐下輸出精確雙向直線位移；

所述電機驅動單元和傳動單元的裝配關系是：直流伺服電機Ⅰ（1）與電機支座Ⅰ（29）連接，該電機支座Ⅰ（29）通過沉頭螺釘與底座（3）固定；蝸桿Ⅰ（27）通過緊固螺釘緊靠在直流伺服電機Ⅰ（1）輸出軸的臺階面上，蝸輪Ⅰ（28）和精密左右旋滾珠絲杠Ⅰ（25）端部亦通過緊固螺釘固定，該精密滾珠絲杠Ⅰ（25）外裝精密軸承，由絲杠支座Ⅰ（26）支撐，絲杠支座Ⅰ（26）和底座（3）通過沉頭螺釘連接；絲杠螺母Ⅰ、Ⅱ（45、46）通過沉頭螺釘和螺母座Ⅰ、Ⅱ（24、11）相連，螺母座Ⅰ、Ⅱ（24、11）由導軌組件Ⅰ（40）提供支撐導向，保證螺母座Ⅰ、Ⅱ（24、11）受力平穩，不會因為力矩的存在而產生傾覆現象；

另一路電機驅動單元和傳動單元的裝配關系是：直流伺服電機Ⅱ（2）與電機支座Ⅱ（4）連接，該電機支座Ⅱ（4）通過沉頭螺釘與底座（3）固定；蝸桿Ⅱ（5）通過緊固螺釘緊靠在直流伺服電機Ⅱ（2）輸出軸的臺階面上，蝸輪Ⅱ（31）和精密左右旋滾珠絲杠Ⅱ（7）端部亦通過緊固螺釘固定，該精密滾珠絲杠Ⅱ（7）外裝精密軸承，由絲杠支座Ⅱ（6）支撐，絲杠支座Ⅱ（6）和底座（3）通過沉頭螺釘連接；絲杠螺母Ⅲ、Ⅳ（47、48）通過沉頭螺釘和螺母座Ⅲ、Ⅳ（8、19）相連，螺母座Ⅲ、Ⅳ（8、19）分別由導軌組件Ⅱ、Ⅲ（32、39）提供支撐導向。

2.根據權利要求1所述的力熱耦合加載的雙軸雙向拉伸/壓縮原位測試系統，其特征在于：所述的檢測單元包括精密拉壓力力傳感器Ⅰ、Ⅱ（12、17）和直線精密位移傳感器Ⅰ、Ⅱ（14、20），其中一軸的拉壓力傳感器Ⅰ（12）導桿一端安裝于連接座Ⅰ（41）的孔內，另一端和支撐板Ⅰ（33）通過螺紋連接，由螺母擰緊；精密位移傳感器Ⅰ（14）基體和螺母座Ⅱ（11）的凸臺孔間隙配合，通過緊固螺釘來緊固，精密位移傳感器Ⅰ（14）的可伸縮探頭和擋板Ⅰ（36）始終保持彈性接觸，擋板Ⅰ（36）由螺釘安裝在螺母座Ⅰ（24）上；另一軸的檢測單元的相互關系是力傳感器Ⅱ（17）的導桿依靠螺紋連接座Ⅱ（43）和支撐板Ⅱ（34）；精密位移傳感器Ⅱ（20）基體和螺母座Ⅳ（19）的凸臺孔間隙配合，前端可伸縮探頭始終彈性接觸擋板Ⅱ（37），擋板Ⅱ（37）和螺母座Ⅲ（8）緊固連接；安裝時保證拉壓力傳感器Ⅰ、Ⅱ（12、17）和精密位移傳感器Ⅰ、Ⅱ（14、20）分別與雙軸拉伸/壓縮的載荷作用方向保持一致。

3.根據權利要求1所述的力熱耦合加載的雙軸雙向拉伸/壓縮原位測試系統，其特征在于：所述的精密左右旋滾珠絲杠Ⅰ、Ⅱ（25、7）兩端設有小導程滾道，呈現空間交叉布置，能夠帶動相對的螺母座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（24、11、8、19）相向動作，該精密左右旋滾珠絲杠Ⅰ、Ⅱ（25、7）的在拉伸/壓縮加載時可保證試樣（21）中心區域保持不動，便于同時對試樣（21）的微觀力學行為進行原位觀測。

4.根據權利要求1所述的力熱耦合加載的雙軸雙向拉伸/壓縮原位測試系統，其特征在于：所述的夾持單元由四塊支撐架Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（23、13、9、16）和四塊壓板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（22、15、10、18）組成，由支撐架的凹槽提供對試樣（21）的定位；支撐架Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（23、13、9、16）分別與螺母座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（24、11、8、19）通過沉頭螺釘連接，支撐架Ⅱ、Ⅳ（13、16）通過連接座Ⅰ、Ⅱ（41、43）與交叉導軌Ⅰ、Ⅱ（42、44）相連，只允許各自軸向的支撐架Ⅱ、Ⅳ（13、16）的單向運動；采用十字形被測試樣（21），對試樣（21）的十字臂進行夾緊，減少夾具對試樣（21）中心區域的影響。

5.根據權利要求1所述的力熱耦合加載的雙軸雙向拉伸/壓縮原位測試系統，其特征在于：所述的溫度加載單元由電阻絲（35）和加熱控制器（30）組成，所述加熱控制器（30）通過電阻絲（35）將試樣（22）加熱到預定溫度，提供雙軸雙向拉伸/壓縮加載測試的不同溫度場條件。