槽中，氮化硅加热片24根据测试温度的需求进行插拔更换，其产生的热量经上夹具体26和下夹具体23传导至试件25上；当向四个氮化硅加热片24施加不同幅值的交流电压时，试件25的受热环境实为具有可控温度梯度的服役温度场；隔热板31和导热板32均固定安装在上夹具体26和下夹具体23中，其材料分别为耐高温隔热棉和紫铜；外层水冷管22中的循环水介质用于隔热板31的实时降温，导热板32用于将氮化硅加热片24产生的热量传递至被测试件25。
[0014]所述的拉伸压电驱动器为试件25在复合应力下的疲劳测试提供较大运动行程的单轴拉伸载荷的预加载。拉伸压电驱动器的安装轴线与本实用新型在竖直方向上的几何对称轴线同轴。拉伸柔性铰链17的刚性部分通过平垫片18和膨胀螺栓19与铰链支撑架20刚性连接，其柔性变形部分加工有规则沟槽结构，该沟槽结构确保拉伸封装式压电叠堆29承受压缩载荷，且对拉伸封装式压电叠堆29输出的直线位移进行恒比率的线性放大；膨胀螺栓19确保拉伸柔性铰链17的柔性变形部分不与铰链支撑架20发生摩擦。
[0015]所述的耐高温隔热棉16与多载荷柔性铰链10的刚性部分紧固连接，三个耐高温隔热棉16的相对位置为等边三角形拓扑形式，且均面向被测试件25安装，用于隔绝氮化硅加热片24对多载荷封装式压电叠堆9的直接热辐射，削弱高温辐射对多载荷封装式压电叠堆9输出位移的影响；铰链支撑架20的侧壁上加工有规则的镂空栅格，用于拉伸封装式压电叠堆29的散热。
[0016]所述的多载荷封装式压电叠堆9和拉伸封装式压电叠堆29均为叠堆式压电陶瓷促动器，具有输出位移自检测功能，响应时间为亚毫秒级；结合多载荷柔性铰链10和拉伸柔性铰链17柔性变形机构的恒定位移放大比率，分别获取四个压电驱动器输出端亚纳米分辨率的实时位移。因此，本实用新型无需配置其他元件即可对压电驱动器的输出位移进行检测。此外，本实用新型体积小巧，结构紧凑，亦可与三维数字散斑成像仪器兼容使用，对被测试件25在拉伸-弯曲复合载荷作用下的应变进行实时检测。
[0017]本实用新型在实际使用时，首先将被测试件25的夹持部分安装至下夹具体23和上夹具体26的楔形凹槽中，以确保初拉伸测试的初始对中性。之后打开流体介质控制阀，在外层水冷管22中通低温冷却水，向四组氮化硅加热片24施加最高幅值为220V的交变电压，根据权利要求3所述，当向四个氮化硅加热片24施加不同幅值的交流电压时，试件25的受热环境实为具有可控温度梯度的服役温度场，因氮化硅加热片24的升温即快，构建的温度场可在半分钟内达到温度稳态。在完成试件装夹和温度施加后，由任意波形发生器给定特定的频率和波形信号，通过功率放大器，将输出的电压信号作用于多载荷封装式压电叠堆9和拉伸封装式压电叠堆29两组电极上。拉伸压电驱动器可为试件25提供较大运动行程的单轴拉伸载荷的预加载，试验中可向拉伸封装式压电叠堆29施加120V的直流电压。根据被测试件25实际工况下的受载形式，可对三个多载荷封装式压电叠堆9施加不同幅值的交变正弦电压，但施加电压的频率需一致，使其输出不同幅值的交变位移。如可向其中一个多载荷封装式压电叠堆9施加幅值为50V、频率为10Hz的交变电压，向对侧另两个多载荷封装式压电叠堆9施加幅值为100V、频率为10Hz的交变电压，即可实现同频拉伸-弯曲复合载荷疲劳测试。
[0018]本实用新型的有益效果在于:本实用新型可实现亚毫米级的响应时间和亚纳米级的输出位移分辨率，结构紧凑，主体尺寸为153 mm X 146 mm X 135 mm。与现有技术相比，本实用新型可实现多种模式的拉伸-弯曲复合载荷疲劳测试，同时具备较大运动行程的单轴拉伸载荷的预加载功能。此外，利用最高加热温度可达1500°C的氮化硅加热片，可对被测试件进行均布高温加热。亦可构建具有可控温度梯度的服役温度场。因此，本实用新型可为了解、揭示复杂服役环境下材料的疲劳损伤机制提供了测试方法，亦可为提升工程结构的服役可靠性和稳定性提供了研宄思路。
【附图说明】
[0019]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
[0020]图1为本实用新型的整体外观结构示意图；
[0021]图2为本实用新型的俯视不意图；
[0022]图3为本实用新型的拉伸压电驱动器示意图；
[0023]图4为本实用新型的多载荷压电驱动器示意图；
[0024]图5为本实用新型的尚温加载及制冷原理不意图；
[0025]图6为本实用新型的三自由度运动的原理图。
[0026]图中:1.传感器法兰、2.移动平台、3.球面副固定支架、4.球面副活动支架、5.球面副紧固螺钉、6.球面副移动端、7.预紧楔形块、8.预紧螺钉、9.多载荷封装式压电叠堆、10.多载荷柔性铰链、11.转动副、12.圆锥滚子轴承、13.转动副螺母、14.转动轴、15.固定平台、16.耐高温隔热棉、17.拉伸柔性铰链、18.平垫片、19.膨胀螺栓、20.铰链支撑架、21.下夹具法兰、22.外层水冷管、23.下夹具体、24.氮化硅加热片、25.试件、26.上夹具体、27.三向力传感器、28.传感器法兰安装螺钉、29.拉伸封装式压电叠堆、30.水冷板、31.隔热板、32.导热板。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图进一步说明本实用新型的详细内容及其【具体实施方式】。
[0028]参见图1至图6所示，本实用新型的复合应力下微构件高温疲劳性能测试装置，包括压电式三自由度加载单元、高温加载及水冷单元、压电式拉伸加载单元、检测单元及支撑单元。其中压电式三自由度加载单元中的多载荷柔性铰链10与支撑单元中的转动副11实为一体，球面副移动端6与支撑单元中的球面副固定支架3以及球面副活动支架4的球形凹面保持球面接触。高温加载及水冷单元中的氮化硅加热片24嵌入式安装于压电式拉伸加载单元中的下夹具体23和上夹具体26的矩形卡槽中。压电式拉伸加载单元中的铰链支撑架20通过螺纹连接方式与支撑单元中的固定平台15保持刚性连接。检测单元为三向力传感器27，其分别通过螺纹连接方式与支撑单元中的传感器法兰I以及压电式拉伸加载单元中的上夹具体26刚性连接。
[0029]所述的压电式三自由度加载单元包括三个球面副移动端6和三个多载荷压电驱动器，每个多载荷压电驱动器由预紧楔形块7、预紧螺钉8、多载荷封装式压电叠堆9和多载荷柔性铰链10组成，圆柱形多载荷封装式压电叠堆9具有输出位移自检测功能。多载荷压电驱动器呈等边三角形拓扑安装形式。所述的高温加载及水冷单元包括外层水冷管22、氮化娃加热片24、水冷板30、隔热板31和导热板32。其中水冷板30、隔热板31和导热板32固定安装在上夹具体26和下夹具体23内，氮化硅加热片24嵌入式安装在两夹具体的矩形卡槽中，可对被测试件25进行均布高温加热。所述的压电式拉伸加载单元包括拉伸压电驱动器、耐高温隔热棉16、平垫片18、膨胀螺栓19、铰链支撑架20、下夹具法兰21、下夹具体23、试件25和上夹具体26。其中拉伸压电驱动器由拉伸柔性铰链17和拉伸封装式压电叠堆29组成。拉伸压电驱动器、下夹具法兰21、下夹具体23和上夹具体26采用串联式安装方式，其安装轴线为本实用新型在竖直方向上的几何对称轴线。所述的检测单元包括传感器法兰1、三向力传感器27和传感器法兰安装