[發(fā)明專利]三點(diǎn)彎曲與酸/堿場(chǎng)耦合下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810347601.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN108645695B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(qǐng)（專利權(quán)）人: 鹽城工學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N3/02
• 分類號(hào): G01N3/02;G01N3/20
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 韓蓮

本發(fā)明涉及機(jī)電一體化精密科學(xué)儀器領(lǐng)域，特別涉及三點(diǎn)彎曲與酸/堿場(chǎng)耦合下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置及方法，測(cè)試裝置包括粗調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、精密驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及三點(diǎn)彎曲機(jī)構(gòu)；三點(diǎn)彎曲機(jī)構(gòu)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(shè)于密封盒中，第一支撐頭與第二支撐頭設(shè)于密封盒中，并分設(shè)于支撐底板的兩端；第一支撐頭與第二支撐頭能發(fā)生相向或相背的運(yùn)行；螺母連接塊設(shè)于密封盒的上方，并能發(fā)生相對(duì)密封盒向上或向下的運(yùn)行；螺母連接塊在兩側(cè)分設(shè)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；其實(shí)現(xiàn)在強(qiáng)酸/堿場(chǎng)下的進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)電一體化精密科學(xué)儀器領(lǐng)域，特別涉及三點(diǎn)彎曲與酸/堿場(chǎng)耦合下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置及方法。

背景技術(shù)

材料科學(xué)是科學(xué)發(fā)展的中心，特別是航天技術(shù)的發(fā)展的縮影，必須得到材料科學(xué)的支持。伴隨著新材料的誕生，新的產(chǎn)品和材料的性能分析技術(shù)已經(jīng)成為重要的一部分，材料力學(xué)性能測(cè)試是非常必要的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用各種不同的材料，服役條件越來越復(fù)雜。

獲得材料的彈性形變、彎曲強(qiáng)度、剪切模量等力學(xué)性能指標(biāo)，是傳統(tǒng)的材料力學(xué)性能測(cè)試的一種常規(guī)模式。然而，材料和產(chǎn)品所服役的環(huán)境越來越復(fù)雜，其可靠性和耐腐蝕性變得越來越重要。隨著對(duì)材料研究的不斷深入，傳統(tǒng)的材料力學(xué)性能參數(shù)測(cè)試，已不能滿足材料對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性的要求。因此，開發(fā)一種能在復(fù)雜的環(huán)境下對(duì)材料的力學(xué)性能進(jìn)行有效的測(cè)試儀器，為研究在復(fù)雜環(huán)境下材料的力學(xué)性能提供可行的設(shè)備，為材料的制備，產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、可靠性評(píng)估、壽命預(yù)測(cè)等提供科學(xué)依據(jù)，開創(chuàng)材料領(lǐng)域的科學(xué)和技術(shù)的一個(gè)新時(shí)代。

在日常生產(chǎn)中，通常材料，零件和設(shè)備工作一定的頻率、應(yīng)力、電場(chǎng)、磁場(chǎng)及化學(xué)場(chǎng)的耦合作用下，會(huì)造成材料在復(fù)雜環(huán)境下的失效。利用材料的顯微組織的損傷與斷裂機(jī)制，對(duì)材料開展微觀結(jié)構(gòu)的損傷演變及損傷機(jī)理的研究是非常重要的。然而，現(xiàn)有工業(yè)的機(jī)械化對(duì)材料的測(cè)試方法，如拉伸、三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，單功能的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)備。其測(cè)試都是一般的環(huán)境中測(cè)試的，沒有在復(fù)雜的環(huán)境中對(duì)材料的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，對(duì)材料力學(xué)性能的測(cè)試具有不準(zhǔn)確性。因此，基于可靠性的要求，在以前，空間和結(jié)構(gòu)合理的相容性進(jìn)行復(fù)雜環(huán)境下材料力學(xué)性能的研究和設(shè)計(jì)適于復(fù)雜環(huán)境材料力學(xué)性能的試驗(yàn)設(shè)備。通過測(cè)試來獲得材料在復(fù)雜環(huán)境下的力學(xué)性能參數(shù)，并結(jié)合力學(xué)、材料科學(xué)，控制技術(shù)等相關(guān)專業(yè)知識(shí)，對(duì)材料科學(xué)理論的檢驗(yàn)和驗(yàn)證及支持材料科學(xué)的發(fā)展都具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供三點(diǎn)彎曲與酸/堿場(chǎng)耦合下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置及方法，其實(shí)現(xiàn)在（強(qiáng)）酸/堿場(chǎng)下的進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為，三點(diǎn)彎曲與酸/堿場(chǎng)耦合下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置，包括粗調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、精密驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及三點(diǎn)彎曲機(jī)構(gòu)；

三點(diǎn)彎曲機(jī)構(gòu)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(shè)于密封盒中，第一支撐頭與第二支撐頭設(shè)于密封盒中，并分設(shè)于支撐底板的兩端；第一支撐頭與第二支撐頭能發(fā)生相向或相背的運(yùn)行；螺母連接塊設(shè)于密封盒的上方，并能發(fā)生相對(duì)密封盒向上或向下的運(yùn)行；螺母連接塊在兩側(cè)分設(shè)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(shè)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(fā)生相對(duì)于密封盒向下的運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓頭壓向第一支撐頭與第二支撐頭中間位置，同時(shí)密封盒蓋能覆蓋密封盒；壓力傳感器設(shè)于螺母連接塊與連接柱之間；

粗調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括手輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、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(dòng)機(jī)構(gòu)連接于蝸桿，并帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)；蝸桿上按序設(shè)有第一螺旋齒與第二螺旋齒；第一螺旋齒傳動(dòng)連接第一渦輪，第二螺旋齒傳動(dòng)連接第二渦輪，第一渦輪與第二渦輪同速同向轉(zhuǎn)動(dòng)；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(zhuǎn)動(dòng)；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(zhuǎn)動(dòng)；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；