[發明專利]一種多角度復合微動腐蝕試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201911375017.4
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111089812A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 熊纓;朱濤;沈永水;何留永;楊杰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

一種多角度復合微動腐蝕試驗裝置，包括上工裝、下工裝、蠕動泵和計算機；上工裝包括，上臺座，上臺座的底端穿設有轉軸，轉軸上安裝有一個隨轉軸轉動的角度板，角度板的底面設有板狀試樣、頂面設有水平儀；下工裝包括下臺座，下臺座包括底板，底板上設有方形框體和環形凸臺，環形凸臺與圓環球管連接，圓環球管的頂部設有接觸圓球；方形框體通過軟管與恒溫槽連通，軟管上還設有蠕動泵；第一支持架和第二支持架之間還連接有引伸儀。本發明通過計算機對蠕動泵、恒溫槽、水平儀和引伸儀的反饋調控提供板狀試樣和接觸圓球之間的接觸微動腐蝕環境，通過疲勞試驗機的進一步工作實現切向+徑向復合模式下的復合微動腐蝕試驗。

技術領域

本發明涉及復合微動腐蝕試驗領域，尤其涉及一種多角度復合微動腐蝕試驗裝置。

背景技術

緊配合件之間在機械振動、電磁振動、疲勞載荷或熱循環等作用下，發生微米量級的相對運動，造成材料磨損或產生疲勞裂紋，通常稱為微動損傷。工業中的微動現象十分普遍，是造成許多機械部件災難性事故的元兇之一。微動運動十分復雜，為了便于研究，可以按照球/平面接觸方式簡化為4種基本運動模式，即切向微動、徑向微動、滾動微動和扭動微動。

各種醫用金屬因其優異的機械性能和良好的生物相容性，自20世紀50年代開始便廣泛應用于人工關節、骨骼置換、牙種植體、人工心臟瓣膜等醫學領域。近年來，生物醫用領域中的微動現象也逐漸引起了研究人員的注意。臨床實踐發現，醫用金屬植入人體后，在人體體液環境中，有較好的抗腐蝕性，但由于植入件連接部位接觸表面的微動存在，而容易受到微動腐蝕破壞。微動腐蝕產物容易引起植入器械松動以及組織炎癥等，使植入體不得不從患者體內取出，使用壽命下降，并給患者帶來極大的痛苦。

人們已逐漸認識到微動腐蝕是醫用金屬植入件的主要損傷形式之一，有關微動腐蝕問題更是成為研究的熱點。但國內外對醫用金屬植入材料微動腐蝕的研究一般采用切向微動模式，而實際醫用金屬植入的接觸界面往往發生復合微動損傷，至今針對切向+徑向復合模式下的復合微動腐蝕磨損研究較少。且現有的少量復合微動磨損試驗裝置往往針對于空氣中的某一固定角度下的復合微動，其設計較為簡單，試驗條件較為單一。再根據醫用金屬植入體在生物體內的實際服役情況，現實中依然缺乏一種針對醫用金屬植入體在體外液體環境中多角度復合微動腐蝕的試驗裝置。

發明內容

為克服上述問題，本發明提供一種可人為調節多種微動角度的多角度復合微動腐蝕試驗裝置。

本發明采用的技術方案是：一種多角度復合微動腐蝕試驗裝置，包括上工裝、下工裝、蠕動泵和計算機；

所述上工裝包括：上臺座7、轉軸20、角度板18、弧形刻度盤17和第二支持架16；上臺座7包括兩個豎板和頂板，頂板分別與豎板的頂端連接，頂板與豎板相互垂直；豎板上穿設有沿水平方向布置的轉軸20，轉軸20上安裝有一個隨轉軸20轉動而翻轉的角度板18，角度板18通過平鍵28與轉軸20連接；轉軸20的兩端分別通過兩個軸承21固定在兩個豎板上，在轉軸20伸出豎板一端的外表面設有用于指示角度板18轉動角度的弧形刻度盤17，弧形刻度盤17的圓心與轉軸20的軸心重合；轉軸20的兩端還分別設有鎖緊裝置，鎖緊裝置包括設置在豎板上的兩個螺母29，兩個螺母29對稱安裝在轉軸20的兩側；兩個螺母29中均設有壓緊螺栓22，兩個壓緊螺栓22相對轉軸20設置、同時壓緊轉軸20利用摩擦力將其定位防止轉動；角度板18的一端設有用于調整角度板18轉動角度的手柄19，角度板18的下表面設有用于安裝板狀試樣23的燕尾槽，板狀試樣23通過螺栓固定在燕尾槽中；角度板18的上表面設有用于安裝水平儀14的凹槽，凹槽的上方設有水平儀夾片27，水平儀夾片27將水平儀14壓緊在凹槽中，水平儀14通過水平儀數據線12與計算機9電連接；頂板的上表面設有用于疲勞試驗機上夾頭裝夾的第一階梯圓柱；頂板的側壁設有第二支持架16，第二支持架16呈倒L形，第二支持架16的橫邊與頂板的側壁連接；