基于双轴拉伸载荷下的原位压痕力学测试装置的制作方法

文档序号:12254666阅读:来源:国知局

技术特征:

1.基于双轴拉伸载荷下的原位压痕力学测试装置,其特征在于,包括:

基座(1);

设置在基座(1)上的两组结构相同的拉伸单元,两组拉伸单元分别沿X轴方向和Y轴方向设置,两组拉伸单元的夹持机构夹紧被测试的十字试件(26)的四个端部,对试件(26)进行X轴和Y轴方向的双向拉伸;

设置在基座(1)上的压痕加载单元,所述压痕加载单元包括压痕台(25)、金刚石压头(24)、压力传感器(17)、压痕滑块(12)、压痕导轨副(22)、丝杠螺母副(15)、Z向压痕位移传感器(11)、动力传动单元、压痕驱动电机(21)、电机座(20)和压痕支座(23);所述压痕驱动电机(21)通过电机座(20)固定在所述压痕支座(23)上,所述压痕支座(23)固定在基座(1)上,所述压痕驱动电机(21)输出轴和所述动力传动单元输入端连接,所述动力传动单元输出端通过丝杠螺母副(15)带动所述压痕滑块(12)上下运动,所述压痕滑块(12)和固定在所述压痕支座(23)上的压痕导轨副(22)滑动配合,所述压痕滑块(12)下端面和压力传感器(17)连接,压力传感器(17)的另一端和所述金刚石压头(24)固定连接,所述压痕台(25)固定在所述基座(1)上,所述压痕台(25)和所述金刚石压头(24)相对应,所述Z向压痕位移传感器(11)安装在所述压痕滑块(12)的侧壁上;

分别和每组拉伸单元连接的位移检测单元,检测每组拉伸单元拉伸的位移;

以及控制系统,所述控制系统控制所述拉伸单元和压痕加载单元运动。

2.根据权利要求1所述的基于双轴拉伸载荷下的原位压痕力学测试装置,其特征在于,所述拉伸单元包括设置在基座(1)下表面的传递机构和设置在基座(1)上表面的夹持机构;

所述传递机构包括拉伸驱动单元、双向丝杠(35)、丝杠固定座(29)、螺母(33)、螺母座(32)、拉伸滑块(6)和拉伸导轨副(5);所述拉伸驱动单元和所述双向丝杠(35)的一端连接,驱动所述双向丝杠(35)转动,所述双向丝杠(35)的两端通过所述丝杠固定座(29)和所述基座(1)连接,所述双向丝杠(35)的两端分别和一个螺母(33)形成丝杠螺母副,每个螺母(33)通 过一个螺母座(32)和一个拉伸滑块(6)固定连接,每个所述拉伸滑块(6)和分别通过一个拉伸导轨副(5)和基座(1)滑动配合;

所述夹持机构连接块(7)、夹具体(9)、压块(10)和拉力传感器(8);两个所述连接块(7)分别和传递机构中的拉伸滑块(6)固定连接,两个夹具体(9)的一端分别和两个连接块(7)相对设置的两个面固定连接,所述两个夹具体(9)的另一端分别设置有一个定位凹槽,所述夹具体(9)设置有定位凹槽的一端上端面和一个压块(10)通过螺钉连接;任意一侧的连接块(7)与夹具体(9)之间设置有一个拉力传感器(8)。

3.根据权利要求2所述的基于双轴拉伸载荷下的原位压痕力学测试装置,其特征在于,所述拉伸驱动单元包括拉伸蜗轮A(27)、拉伸蜗杆A(28)、拉伸蜗轮B(30)、拉伸蜗杆B(31)和拉伸驱动电机(34);所述拉伸驱动电机(34)的输出轴和所述拉伸蜗杆B(31)同轴固定连接,所述拉伸蜗杆B(31)和拉伸蜗轮B(30)配合,所述拉伸蜗轮B(30)和所述拉伸蜗杆A(28)同轴固定连接,所述拉伸蜗杆A(28)和所述拉伸蜗轮A(27)配合,所述拉伸蜗轮A(27)和所述双向丝杠(35)的一端固定连接。

4.根据权利要求1或2所述的基于双轴拉伸载荷下的原位压痕力学测试装置,其特征在于,所述压痕加载单元中的动力传动单元包括压痕蜗轮A(13)、压痕蜗杆A(14)、蜗轮蜗杆座(16)、压痕蜗轮B(18)和压痕蜗杆B(19);所述压痕驱动电机(21)的输出轴和所述压痕蜗杆B(19)同轴连接,所述压痕蜗杆B(19)和所述压痕蜗轮B(18)配合,所述压痕蜗轮B和所述压痕蜗杆A(14)同轴连接,所述压痕蜗杆A(14)和所述压痕蜗轮A(13)配合,所述压痕蜗轮A(13)和所述丝杠螺母副(15)中的丝杠同轴固定连接。

5.根据权利要求1或2所述的基于双轴拉伸载荷下的原位压痕力学测试装置,其特征在于,所述位移检测单元包括位移挡块(2)、拉伸位移传感器(3)和固定座(4),所述拉伸位移传感器(3)通过固定座(4)固定在所述基座(1)上,所述位移挡块(2)一端和拉伸单元的一个端部固定连接,另一端和所述拉伸位移传感器(3)接触。

6.根据权利要求5所述的基于双轴拉伸载荷下的原位压痕力学测试装置,其特征在于,所述拉伸位移传感器(3)和对应的拉伸单元轴线平行。

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