[實(shí)用新型]拉伸-彎曲-扭轉(zhuǎn)多載荷下的材料微觀力學(xué)性能測(cè)試平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320461089.2
• 申請(qǐng)日: 2013-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN203405370U
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙宏偉;楊柳青;孔祥飛;趙丹;吳鵬輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/00
• 分類號(hào): G01N3/00;G01N3/08;G01N3/20;G01N3/22
• 代理公司: 吉林長(zhǎng)春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

1.一種拉伸-彎曲-扭轉(zhuǎn)多載荷下的材料微觀力學(xué)性能測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：包括拉壓模塊、彎曲模塊、扭轉(zhuǎn)模塊、控制檢測(cè)模塊、試件裝夾模塊，測(cè)試平臺(tái)以拉壓模塊為基本功能模塊，扭轉(zhuǎn)模塊布置在拉壓模塊一端，其功能可與拉壓模塊功能相互獨(dú)立或關(guān)聯(lián)，試件裝夾模塊布置在拉壓模塊上，彎曲模塊獨(dú)立布置在測(cè)試平臺(tái)上龍門架（2）一側(cè)，功能與拉壓模塊相互獨(dú)立，控制檢測(cè)模塊分布在各個(gè)功能模塊上；

所述拉壓模塊是：直流電機(jī)（4）帶動(dòng)蝸桿Ⅰ（8）轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿Ⅰ（8）帶動(dòng)蝸輪Ⅰ（7）轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿Ⅱ（10）帶動(dòng)蝸輪Ⅱ（12）轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出動(dòng)力使雙向滾珠絲杠（11）轉(zhuǎn)動(dòng)，布置在直線滾動(dòng)導(dǎo)軌Ⅰ（22）上的兩端支撐座相離或相向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的拉伸或壓縮；光電編碼器（3）控制直流電機(jī)（4）的轉(zhuǎn)速大小和方向，支撐蝸桿軸Ⅱ（33）的圓錐滾子軸承Ⅰ（9）承受蝸桿所受軸向力，雙向滾珠絲杠（11）使試件進(jìn)行雙向拉壓，保證試件所受載荷均勻?qū)ΨQ；

所述彎曲模塊是：步進(jìn)電機(jī)Ⅱ（23）通過電機(jī)法蘭Ⅲ（24）、撓性聯(lián)軸器Ⅰ（25）與滾珠絲杠（27）連接，絲杠螺母Ⅰ（28）帶動(dòng)安裝在導(dǎo)軌Ⅱ（34）上的支撐座Ⅳ（35）上下移動(dòng)，壓頭（31）下移實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的彎曲載荷，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)Ⅱ（23）轉(zhuǎn)速的大小和方向；

????所述扭轉(zhuǎn)模塊是：步進(jìn)電機(jī)Ⅰ（17）帶動(dòng)齒輪Ⅱ（19）轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪Ⅰ（18）與齒輪Ⅱ（19）嚙合，齒輪Ⅰ（18）安裝在軸（43）上，撓性聯(lián)軸器Ⅲ（42）連接軸（43）和扭矩傳感器（47），撓性聯(lián)軸器Ⅱ（40）連接扭矩傳感器（47）和夾具固定軸Ⅰ（50），扭矩傳感器（47）固定在傳感器固定座（41）上，夾具固定軸Ⅰ（50）通過法蘭軸承Ⅰ、Ⅱ（58、59）安裝在支撐座Ⅵ（48）上，夾具下壓板Ⅰ（51）與夾具固定軸Ⅰ（50）通過螺栓連接在一起；

所述控制檢測(cè)模塊包括拉壓力傳感器（15）、壓力傳感器（30）、扭矩傳感器（47）、直線光柵尺（37）、圓光柵（49）、光電編碼器（3）和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，拉壓力傳感器（15）通過螺栓一端與支撐座Ⅰ（14）連接，另一端與夾具支撐座（16）連接，夾具支撐座（16）布置在支撐導(dǎo)軌（54）上，試件受到扭轉(zhuǎn)載荷時(shí)夾具支撐座將扭轉(zhuǎn)載荷傳遞到支撐導(dǎo)軌（54）上，從而避免拉壓力傳感器（15）受到扭轉(zhuǎn)載荷的影響；扭矩傳感器（47）兩端通過撓性聯(lián)軸器Ⅱ、Ⅲ（40、42）分別與軸（43）和夾具固定軸Ⅰ（50）連接，支撐座Ⅵ（48）內(nèi)部安裝有法蘭軸承Ⅰ、Ⅱ（58、59），承受軸向載荷，避免拉伸載荷對(duì)扭矩傳感器（47）的影響；

所述試件裝夾模塊包括夾具下壓板Ⅰ、Ⅱ（51、53）和夾具上壓板（52），夾具下壓板（51）通過螺釘固定在夾具軸（50）上，夾具下壓板（53）通過螺釘固定在夾具支撐座（16）上，夾具上、下壓板通過螺栓連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的夾持。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉伸-彎曲-扭轉(zhuǎn)多載荷下的材料微觀力學(xué)性能測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：所述的拉壓力傳感器（15）設(shè)置在直線滾動(dòng)導(dǎo)軌（22）上的夾具支撐座（16）與支撐座Ⅰ（14）之間，通過螺釘連接，夾具支撐座（16）通過螺釘固定在支撐導(dǎo)軌（54）上，支撐導(dǎo)軌（54）通過螺釘固定在支撐座Ⅰ（14）上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉伸-彎曲-扭轉(zhuǎn)多載荷下的材料微觀力學(xué)性能測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：所述的圓光柵（49）套在與扭矩傳感器（47）連接的夾具固定軸Ⅰ（50）上，且咬合式夾具與夾具固定軸Ⅰ（50）通過螺釘連接，圓光柵（49）測(cè)定扭轉(zhuǎn)角位移。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉伸-彎曲-扭轉(zhuǎn)多載荷下的材料微觀力學(xué)性能測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：所述的壓力傳感器（30）一端與壓頭（31）連接，另一端通過螺釘與支撐座Ⅳ（35）連接，壓頭（31）對(duì)試件施加彎曲力，彎曲力的大小通過壓力傳感器（30）測(cè)得。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拉伸-彎曲-扭轉(zhuǎn)多載荷下的材料微觀力學(xué)性能測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：所述的咬合式夾具由一對(duì)咬合式的夾具上、下壓板組成，夾具下壓板分別與夾具固定軸Ⅰ（50）及夾具支撐座（16）通過方形槽固定，并通過夾具體連接螺釘進(jìn)行連接，被測(cè)試件為圓柱體回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，通過帶有鋸齒狀結(jié)構(gòu)的咬合式夾具上、下壓板以壓緊方式夾持。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉伸-彎曲-扭轉(zhuǎn)多載荷下的材料微觀力學(xué)性能測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：所述的雙向滾珠絲杠（11）為左右旋雙向絲杠，拉伸過程中左右拉伸工作臺(tái)對(duì)稱拉伸，試樣中心目標(biāo)測(cè)點(diǎn)位置固定不變。