[發明專利]三點彎曲與酸/堿場耦合下材料力學性能測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201810347601.8
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108645695B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 侯鵬亮;劉鵬;支鵬;單華杰;萬毅舟;張雙;沙峻;靳娟;董香龍
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 韓蓮

1.三點彎曲與酸/堿場耦合下材料力學性能測試裝置，其特征在于，包括粗調驅動機構、精密驅動機構以及三點彎曲機構；

三點彎曲機構包括螺母連接塊、壓頭、密封盒蓋、壓力傳感器、密封盒、支撐底板、第一支撐頭以及第二支撐頭；支撐底板設于密封盒中，第一支撐頭與第二支撐頭設于密封盒中，并分設于支撐底板的兩端；第一支撐頭與第二支撐頭能發生相向或相背的運行；螺母連接塊設于密封盒的上方，并能發生相對密封盒向上或向下的運行；螺母連接塊在兩側分設有第一螺紋通孔與第二螺紋通孔；壓頭通過連接柱安裝于螺母連接塊的下端；密封盒蓋中間位置設有通孔，密封盒蓋通過通孔安裝于連接柱上，并位于螺母連接塊與壓頭之間；螺母連接塊發生相對于密封盒向下的運動時，壓頭壓向第一支撐頭與第二支撐頭中間位置，同時密封盒蓋能覆蓋密封盒；壓力傳感器設于螺母連接塊與連接柱之間；

粗調驅動機構包括手輪、傳動機構、蝸桿、第一渦輪、第二渦輪、第一滾珠絲桿以及第二滾珠絲桿；手輪通過傳動機構連接于蝸桿，并帶動蝸桿轉動；蝸桿上按序設有第一螺旋齒與第二螺旋齒；第一螺旋齒傳動連接第一渦輪，第二螺旋齒傳動連接第二渦輪，第一渦輪與第二渦輪同速同向轉動；第一滾珠絲桿的一端安裝于第一渦輪上，并與第一渦輪同軸轉動；第二滾珠絲桿的一端安裝于第二渦輪上，并與第二渦輪同軸轉動；螺母連接塊上第一螺紋通孔安裝于第一滾珠絲桿上，第二螺紋通孔安裝于第二滾珠絲桿上；

精調驅動機構包括直流伺服電機、第一錐齒輪、第二錐齒輪、齒輪A與齒輪B；直流伺服電機的輸出端連接于第一錐齒輪；第一錐齒輪齒輪傳動連接于第二錐齒輪；第二錐齒輪設于第二滾珠絲桿另一端的端頭；齒輪B設于第二滾珠絲桿的另一端并位于第二錐齒輪的上方；齒輪A設于第一滾珠絲桿的另一端，齒輪A與齒輪B齒輪傳動；

還包括加熱臺，加熱臺設于密封盒內的一側，并位于第一支撐頭與第二支撐頭之間；

密封盒的底部設有排液閥。

2.根據權利要求1所述的三點彎曲與酸/堿場耦合下材料力學性能測試裝置，其特征在于，傳動機構包括第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪以及第四齒輪；第一齒輪與手輪同軸連接，并同軸轉動；第二齒輪與第一齒輪齒輪傳動連接；第三齒輪與第二齒輪同軸連接；第四齒輪安裝于蝸桿的端頭；第三齒輪與第四齒輪鏈條傳動連接。

3.根據權利要求1所述的三點彎曲與酸/堿場耦合下材料力學性能測試裝置，其特征在于，還包括機架，機架包括上機架盒、手動驅動盒與底座；上機架盒包括上機盒以及分設于上機盒兩側的第一側支撐板與第二側支撐板；第一側支撐板與第二側支撐板采用底座支撐；第一渦輪、第二渦輪以及蝸桿均設于上機盒中；手輪與傳動機構設于手動驅動盒中，手動驅動盒安裝于第二側支撐板的外側；精調驅動機構設于底座中；三點彎曲機構設于上機架盒與底座之間，并且密封盒被底座支撐。

4.根據權利要求1所述的三點彎曲與酸/堿場耦合下材料力學性能測試裝置，其特征在于，支撐底板上設有導軌，第一支撐頭的底面設有第一滑塊、第二支撐頭的底面設有第二滑塊，第一支撐頭通過第一滑塊安裝于導軌的一端；第二支撐頭通過第二滑塊安裝于導軌的另一端。

5.根據權利要求4所述的三點彎曲與酸/堿場耦合下材料力學性能測試裝置，其特征在于，還包括第一導軌與第二導軌；螺母連接塊在兩側還分設有第一導軌限位孔與第二導軌限位孔；第一導軌貫穿第一導軌限位孔，第一導軌的一端連接于上機盒的下端面，第一導軌的另一端被底座支撐；第二導軌貫穿第二導軌限位孔，第二導軌的一端連接于上機盒的下端面，第二導軌的另一端被底座支撐。

6.根據權利要求1所述的三點彎曲與酸/堿場耦合下材料力學性能測試裝置，其特征在于，還包括手柄，手柄設于手輪上。

7.使用如權利要求1-6任一所述三點彎曲與酸/堿場耦合下材料力學性能測試裝置進行測試的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、進行測試前，首先調整密封盒內第一支撐頭與第二支撐頭之間的跨距，然后用六角螺栓分別將第一支撐頭與第二支撐頭固定于密封盒中支撐底板上；

S2、將試件安裝于第一支撐頭與第二支撐頭上，并夾緊，向密封盒中加入酸，通過調節粗調驅動機構，使密封盒蓋覆蓋于密封盒；打開加熱臺，保持酸的溫度，等待測試；

S3、再次調節粗調驅動機構，使得壓頭與試件接觸；然后啟動直流伺服電機，直流伺服電機連接于外部計算機，在計算機的控制下直流伺服電機帶動第一滾珠絲桿與第二滾珠絲桿轉動，從而實現與螺母連接塊相連接的壓頭緩慢向試件施壓，壓力傳感器連接于上述計算機，壓力傳感器檢測螺母連接塊與壓頭間的力，并將檢測的力的數據傳遞于計算機，實現對實驗數據的采集及分析；

S4、測試結束后，對材料在酸/堿場耦合下的性能進行分析。