[發(fā)明專利]一種超彈記憶合金絲自感知彈性能量存儲(chǔ)與彈射釋放測試裝置

有效

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• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN113340735B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴永臣;隋文超;王寶華;吳繼托;關(guān)景晗
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/02;G01N3/04;G01N3/06
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)策知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32322
• 代理人: 周錦全

本發(fā)明公布了一種超彈記憶合金絲自感知彈性能量存儲(chǔ)與彈射釋放測試裝置，主要由底板、龍門立板、滑臺(tái)立板、電子尺支架、上橫梁、下橫梁、激光傳感器支架、導(dǎo)管、靶標(biāo)泡沫板、滑臺(tái)、步進(jìn)電機(jī)、力傳感器、電磁鐵、夾緊螺栓、激光傳感器、彈簧自復(fù)位電子尺、電阻信號(hào)調(diào)理器、彈射體組成。本裝置中，超彈記憶合金絲固定在兩線夾具之間，電磁鐵通電將彈射體吸合夾緊超彈記憶合金絲，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)下移對超彈記憶合金絲儲(chǔ)能，檢測超彈記憶合金絲的電阻、力、位移，達(dá)到預(yù)設(shè)值電磁鐵斷電將彈射體彈射到靶標(biāo)泡沫板，同時(shí)激光傳感器檢測射出速度。該裝置可研究超彈記憶合金絲線徑、長度、負(fù)載、初始形態(tài)等因素對自身儲(chǔ)能彈射和電阻自感知的影響規(guī)律。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超彈記憶合金絲超彈性自感知測試領(lǐng)域，尤其涉及一種超彈記憶合金絲自感知彈性能量存儲(chǔ)與彈射釋放測試的裝置。

背景技術(shù)

形狀記憶合金是一種集感知與驅(qū)動(dòng)于一體的新型智能材料，主要具有形狀記憶特性和超彈性兩大特性。其中，形狀記憶效應(yīng)是指形狀記憶合金在低溫下產(chǎn)生塑性變形，由一種形狀轉(zhuǎn)變成另一種形狀后，通過加熱到某一臨界溫度以上又恢復(fù)成初始形狀的特性；超彈性是指在溫度不變時(shí)，處于奧氏體狀態(tài)的形狀記憶合金在外力作用下，奧氏體向去孿晶馬氏體轉(zhuǎn)變，通過兩相之間的相變，由微觀結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致宏觀尺寸變化，卸載后，去孿晶馬氏體逆相變?yōu)閵W氏體，恢復(fù)到初始形狀，其變形恢復(fù)程度遠(yuǎn)高于一般金屬。此外，形狀記憶合金具備自感知功能，根據(jù)形狀記憶合金電阻與應(yīng)變的關(guān)系，無需外界傳感器僅通過測量電阻值就可判斷應(yīng)變情況。利用超彈性，形狀記憶合金可充當(dāng)儲(chǔ)能元件。超彈性記憶合金絲的超彈性與自感知具有重要的應(yīng)用研究價(jià)值，其優(yōu)越的性能在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但現(xiàn)有的超彈記憶合金絲的自感知彈性能量存儲(chǔ)與釋放的研究較少，缺乏對其儲(chǔ)能與釋放性能的測試裝置，無法對不同線徑、長短、負(fù)載、初始形態(tài)的超彈記憶合金絲開展完整的測試。

綜上所述，形狀記憶合金絲自感知和超彈性能量存儲(chǔ)與釋放性能迫切需要一種超彈記憶合金絲自感知彈性能量存儲(chǔ)與彈射釋放測試裝置，可以對不同線徑、長度、負(fù)載、初始形態(tài)的超彈記憶合金絲進(jìn)行自感知儲(chǔ)能彈射測試。設(shè)計(jì)開發(fā)出一種超彈記憶合金絲自感知彈性能量存儲(chǔ)與彈射釋放測試裝置，實(shí)際目的在于研究超彈記憶合金絲的儲(chǔ)能彈射比，利用超彈記憶合金絲電阻應(yīng)變特性精準(zhǔn)儲(chǔ)能釋放，在生產(chǎn)制造、生物醫(yī)療、航空航天、軍事領(lǐng)域需要特定彈射能的場合，具有重要意義與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超彈記憶合金絲自感知彈性能量存儲(chǔ)與彈射釋放測試裝置，可以實(shí)現(xiàn)對超彈記憶合金絲在不同線徑、不同長度、不同負(fù)載、不同初始形態(tài)下的自感知儲(chǔ)能彈射測試。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種超彈記憶合金絲自感知彈性能量存儲(chǔ)與彈射釋放測試裝置，主要由支撐系統(tǒng)、夾持系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、測量系統(tǒng)組成。

所述的支撐系統(tǒng)中，為避免力傳感器產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，采用豎直向上的彈射方式，支撐系統(tǒng)采用龍門結(jié)構(gòu)。龍門立板連接在底座上，上橫梁安裝在龍門立板上端，下橫梁安裝在龍門立板中間位置，增加測試裝置的穩(wěn)定性。上橫梁中間有方形孔，上端通過靶標(biāo)泡沫板夾具固定靶標(biāo)泡沫板，上橫梁側(cè)面連接固定有導(dǎo)管的導(dǎo)管夾具?；_(tái)立板前側(cè)安裝滑臺(tái)，后側(cè)安裝各個(gè)電器元件，作電器掛板使用。激光傳感器支架連接在龍門立板上，調(diào)節(jié)安裝位置使激光傳感器與彈射體圓周黑白等寬相間的條紋帶上端剛好重合，電子尺支架連接在滑臺(tái)立板下端隨其移動(dòng)，彈簧自復(fù)位電子尺安裝在力傳感器連接板下端。裝置安裝時(shí)使導(dǎo)管，彈射體，電磁鐵，力傳感器，彈簧自復(fù)位電子尺同軸。

所述的夾持系統(tǒng)中，夾緊螺栓螺紋末端有一通孔，可通過墊片將超彈記憶合金絲夾在通孔中間，夾緊螺栓通過夾緊螺母固定在電木連接塊上，電木連接塊連接在連接架上，電木連接塊使超彈記憶合金絲和連接架絕緣，連接架上端有等距的螺紋孔，可通過調(diào)節(jié)電木連接塊位置改變超彈記憶合金絲的長度，連接架末端有兩個(gè)螺紋孔，通過改變其在龍門立板上的連接高度實(shí)現(xiàn)超彈記憶合金絲一字型和U型兩種測試模式。