[實用新型]材料性能測試裝置及材料性能測試系統

有效

• 申請號: 201720924561.X
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN206906159U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 李永存;欒云博;閆曉鵬;王志勇;薛志成;高飛龍
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N25/20;G01N21/47
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 王術蘭

技術領域

本實用新型涉及力、熱、電磁等多場耦合作用下材料力學性能的測量設備技術領域，尤其涉及一種材料性能測試裝置及材料性能測試系統。

背景技術

隨著高新技術產業和國防科技的蓬勃發展，很多設備對其本身材料的性能要求越來越高，以能夠適用于各種應用場合；而外界的力、熱、電磁等諸多因素作用，會對材料本身的力學性能、熱學性能等具有重要的影響，而這些性能與材料在使用過程中的適用性、安全性和使用壽命密切相關。因此，研究材料在力、熱、電磁等多場耦合作用下的力學變形和損傷破壞機理，對于理解材料的力學、熱學和電磁學原理，以及進一步改善材料性能，從而滿足更加苛刻和復雜的應用環境具有重要意義。

目前，常規的力學性能測試技術，力電或力磁加載測試技術已經得到應用；例如，在R.Tickle，R.D.James(Journal of Magnetism and Magnetic Materials 195(1999)627－638)等的相關研究中提到了力磁耦合實驗設備，但相關設備僅能夠實現力和磁的共同加載。此外，在材料力學性能方面，這些測試設備僅能得到材料的整體力學性能，而對于材料的全場和局部變形以及損傷斷裂演化過程卻無法獲得。尤其是在交變電磁場中，常規實驗技術如電測技術、云紋測量技術等相關設備都很難實時獲得實驗中材料的全場變形和裂紋擴展等力學參數，而這些參數對于研究材料在力、熱、電磁場等多場耦合作用下的變形和破壞等力學特性具有重要意義。然而，目前能夠同時實現材料在力、熱、電磁等多場耦合共同作用下力學參數的測量和研究還缺乏相關的設備和儀器。

綜上，如何設計一款能夠同時實現材料在力、熱、電磁等多場耦合共同作用下力學參數的測量和研究還缺乏相關的設備和儀器是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種材料性能測試裝置及材料性能測試系統，以緩解現有技術中的常規的力學性能測試設備存在的不能夠同時實現材料在力、熱、電磁等多場耦合共同作用下力學參數的測量和研究的技術問題。

本實用新型提供的材料性能測試裝置，包括熱處理腔體、微波源、控制模塊、夾持裝置、力學加載裝置、光源、紅外熱像儀和相機。

其中，所述微波源與所述熱處理腔體連接，所述微波源用于向所述熱處理腔體的腔內提供微波；所述微波源與所述控制模塊電連接；所述熱處理腔體上開設有五個通孔，所述通孔包括第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔和第五通孔；所述熱處理腔體包括腔體本體和拉門；所述腔體本體上開設有腔口，所述拉門設置在所述腔體本體的腔口處，且所述拉門與所述腔體本體可拆卸連接，所述拉門用于密封所述腔口。

所述夾持裝置包括第一夾持部和第二夾持部，待測材料被夾持在所述第一夾持部和所述第二夾持部之間；所述第一夾持部和所述第二夾持部分別與所述第一通孔和所述第二通孔配合，所述第一通孔正對所述第二通孔；所述第一夾持部和所述第二夾持部位于所述熱處理腔體外的一端分別與所述力學加載裝置的兩個力學加載端連接，所述力學加載裝置的兩個力學加載端分別用于給所述第一夾持部和所述第二夾持部提供對所述待測材料的加載力。

所述光源、所述第三通孔和所述待測材料位于同一直線上，且所述光源的發射端正對所述待測材料；所述紅外熱像儀上的紅外探測器、所述第四通孔和所述待測材料位于同一直線上，且所述紅外探測器的探測端正對所述待測材料；所述相機、所述第五通孔和所述待測材料位于同一直線上，所述相機的攝像頭正對所述待測材料。

進一步的，所述材料性能測試裝置還包括波導；所述波導的兩端分別與所述熱處理腔體和所述微波源連接。

進一步的，所述熱處理腔體內還設置有活塞，所述活塞上還連接有活塞桿；所述活塞與所述熱處理腔體的內壁密封設置，且所述活塞還與所述熱處理腔體的內壁滑動連接；所述微波源發出的微波中電場和磁場交替分布，且所述電場與所述磁場的相位相差半個周期。

所述熱處理腔體為長方體空心結構；所述熱處理腔體的左右兩個腔壁上均設置有開口，所述微波源通過處于右側的所述開口與所述熱處理腔體連通，所述活塞桿與處于左側的所述開口滑動配合。

進一步的，所述熱處理腔體內設置有保溫結構件，所述保溫結構件上開設有一個貫穿通孔和三個盲孔；所述貫穿通孔和三個所述盲孔的中心軸線均為直線，且三個所述盲孔的一端均與所述貫穿通孔連通；所述貫穿通孔分別與所述第一通孔和所述第二通孔連通，且所述待測材料位于所述貫穿通孔內；三個所述盲孔分別與所述第三通孔、所述第四通孔和所述第五通孔連通。