一种狭窄空间基准应力加载装置的制作方法

1.本发明涉及检测设备技术领域，具体涉及一种狭窄空间基准应力加载装置。


背景技术：

2.短波长特征x射线衍射（swxrd）无损检测器利用 x射线管作为辐射源，能够无损检测材料工件内部的残余应力、织构和物相等；其采用重金属靶x射线管发出的强穿透性特征x射线，如wkα、aukα、agkα、ukα、wkβ等，无损测量衍射仪圆的圆心处物质的衍射谱，进而检测出材料工件的应力等。
3.现有的短波长特征x射线衍射无损检测设备在进行样品的性能检测时，通常间样品固定在三维样品工作台上 ，如中国专利文献cn109374659a公开了一种短波长x射线衍射测试样品的定位方法中所述；然而，现有的短波长特征x射线衍射无损检测器固定样品所用的工作台空间十分狭窄、即宽度较小，仅适用于样品的固定，无法放置体积较大的液压装置进行样品应力加载，从而无法进行样品拉伸强度的测试，进而无法在拉伸状态下进行材料工件内部的织构、物相等测试，不能准确、有效的对材料进行性能评估。


技术实现要素：

4.针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种狭窄空间基准应力加载装置，该装置能够在x射线衍射无损检测设备的狭窄空间内、实现试样基准应力的加载，无需拆卸无损检测设备，确保检测数据的真实性、有效性、准确性。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现：一种狭窄空间基准应力加载装置，其特征在于：包括安装支架、升降组件、天平横梁与天平加载机构；升降组件安装在安装支架一侧竖直杆的内壁；天平横梁一端与升降组件连接、另一端贯穿安装支架远离升降组件一侧的竖直杆且端部设置第一天平加载机构，安装支架竖直杆对应天平横梁设置贯穿孔；安装支架顶部横梁下侧设置试样安装座、天平横梁对应试样安装座设置第二天平加载机构；第一天平加载机构与第二天平加载机构关于天平横梁对称设置。
6.作进一步优化，所述升降组件包括丝杠电机、第一丝杠、定位块与滑块，丝杠电机固定设置在安装支架竖直杆内壁且丝杠电机输出端与第一丝杠连接；第一丝杠与竖直杆平行且第一丝杠两端分别设置定位块，定位块固定设置在安装支架上且定位块与第一丝杠转动连接；滑块设置在第一丝杠位于两个定位块之间的外壁且滑块与第一丝杠螺纹连接。
7.作进一步优化，所述天平横梁两端的两侧面与其对应第二天平加载机构的两侧面分别固定设置加载块；第一天平加载机构与第二天平加载机构内设空腔，且滑块底面、第一天平加载机构内部顶面、第二天平加载机构内部底面分别对应加载块设置三角玛瑙块，天平横梁左端与右端的加载块端面对应三角玛瑙块开设卡槽，天平横梁中部（即与第二天平加载机构对应）的加载块底面对应三角玛瑙块开设卡槽；第一天平加载机构底部设置砝码吊杆，第二天平加载机构顶部设置固定座。
8.作进一步优化，所述三角玛瑙块的长度大于加载块长度。
9.作进一步优化，所述第一天平加载机构、第二天平加载机构对应的加载块能够分别与其进行连接。
10.作进一步优化，所述天平横梁靠近第一天平加载机构的一端上侧设置水平传感器。
11.作进一步优化，所述安装支架的竖直杆与顶部横梁之间设置加强杆。
12.作进一步优化，所述安装支架底部设置横向移动机构，横向移动机构设置在工作台上，包括移动电机、第二丝杠及安装块，移动电机固定设置在工作台端面且移动电机输出端与第二丝杠固定连接，第二丝杠与天平横梁平行且第二丝杠两端设置两个安装块，安装块与工作台端面固定连接且与第二丝杠转动连接，安装支架设置在位于安装块之间的第二丝杠外壁且通过安装支架通过两个支脚与第二丝杠螺纹连接、两个支脚底面与工作台端面滑动连接。
13.作进一步优化，所述工作台底部支架设置在滑轨上，实现工作台整体的纵向滑动；工作台底面中部设置控制其纵向滑动的纵向移动机构，纵向移动机构与横向移动机构类似、本技术方案不做过多论述。
14.作进一步优化，所述天平横梁长度不小于工作台宽度。
15.一种狭窄空间基准应力加载方法，采用如上所述装置，其特征在于：包括：步骤一：首先，分别将第一天平加载机构与第二天平加载机构固定在天平横梁上（初始时，天平横梁以贯穿孔为支点倾斜放置）；步骤二：然后，启动丝杠电机、使得第一丝杠转动，进而控制滑块在竖直方向上向下移动、直至滑块下端的三角玛瑙块顶住天平横梁左端的加载块并卡在加载块内的卡槽内；通过水平传感器观测天平横梁是否水平，若天平横梁水平，则停止丝杠电机、将天平横梁左端的加载块与滑块进行固定，反之继续微调丝杠电机直至天平横梁水平；步骤三：之后，将待测试样下端安装在第二天平加载机构的固定座上；再次启动丝杠电机使得滑块带动天平横梁上移，待测试样上端与试样安装座接触后，关闭丝杠电机，将待测试样上端固定安装在试样安装座上；步骤四：最后，逐步对天平横梁位于工作台外侧的砝码吊杆进行砝码添加，实现对于待测试样的拉伸载荷加载；然后进行x射线衍射无损检测进行待测试样拉伸条件下的性能（内部织构、物相等）测试。
16.作进一步优化，所述步骤四添加砝码之前，通过纵向移动机构、横向移动机构进行待测试样在狭窄空间内的位置微调，使其与x射线管的位置满足试验需求。
17.本发明具有如下技术效果：本技术通过安装支架、升降组件、天平横梁与天平加载机构的结构组合，实现在x射线衍射无损检测设备的试样安装的狭窄空间内、对于试样进行基准应力加载的目的，本技术装置适用的狭窄空间为1200mm*100mm*1200mm，即宽度不大于100mm。
18.本技术通过外部加载砝码与杠杆原理，实现在试样安装区域的外部进行应力加载，试样安装区域内的有效宽度仅为安装支架、或第一天平加载机构、或第二天平加载机构中的最大厚度（厚度较薄），有效避免在试样安装区域安装应力加载装置（如液压装置等）的
宽度超标、狭窄空间无法适配、需要拆卸其他装置或根本无法进行应力加载的条件下的x射线衍射无损检测等问题，从而真实、有效的检测在应力加载情况下的试样内部的织构、物相等，为研发提供真实、准确、有效的数据支撑。
附图说明
19.图1为本技术实施例中基准应力加载装置的结构示意图。
20.图2为本技术实施例中基准应力加载装置的正视图。
21.图3为图1中a的局部放大图。
22.图4为图1中b的局部放大图。
23.图5为图1中c的局部放大图。
24.其中，100、地面；101、滑轨；102、纵向移动机构；200、工作台；201、横向移动机构；2011、移动电机；2012、第二丝杠；2013、安装块；10、安装支架；11、试样安装座；12、加强杆；13、贯穿孔；20、升降组件；21、丝杠电机；22、第一丝杠；23、定位块；24、滑块；240、三角玛瑙块；241、凸块；30、天平横梁；31、水平传感器；32、加载块；320、卡槽；41、第一天平加载机构；410、砝码吊杆；42、第二天平加载机构；420、固定座；50、待测试样；60、砝码。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例1：如图1～5所示，一种狭窄空间基准应力加载装置，其特征在于：包括安装支架10、升降组件20、天平横梁30与天平加载机构；升降组件20安装在安装支架10一侧竖直杆的内壁，包括丝杠电机21、第一丝杠22、定位块23与滑块24，丝杠电机21固定设置在安装支架10竖直杆内壁且丝杠电机21输出端与第一丝杠22连接；第一丝杠22与竖直杆平行且第一丝杠22两端分别设置定位块23，定位块23固定设置在安装支架10上且定位块23与第一丝杠22转动连接；滑块24设置在第一丝杠22位于两个定位块23之间的外壁且滑块24与第一丝杠22螺纹连接，滑块24与安装支架10对应侧的竖直杆滑动连接，从而实现第一丝杠22转动时、滑块24延第一丝杠22的轴线方向上、下移动。天平横梁30一端与升降组件20连接、另一端贯穿安装支架10远离升降组件20一侧的竖直杆且端部设置第一天平加载机构41，安装支架10竖直杆对应天平横梁30设置贯穿孔13（如图4所述，贯穿孔13的高度远大于天平横梁30的高度，且贯穿孔13的宽度略大于天平横梁30的宽度、如大于0.5mm，从而通过贯穿孔13与滑块24处的三角玛瑙块240实现对天平横梁30的转动硬限位，避免在进行拉伸载荷加载时、出现扭转力，影响测试结果）；安装支架10顶部横梁下侧设置试样安装座11、天平横梁30对应试样安装座11设置第二天平加载机构42；第一天平加载机构41与第二天平加载机构 42关于天平横梁30对称设置，如图1与图2所示：第一天平加载机构41与第二天平加载机构42的外部安装点位置相反；天平横梁30两端的两侧面与其对应第二天平加载机构42的两侧面分别固定设置加载块32（即天平横梁30上共设置6个加载块32，分别对应滑块24、第一天平加载机构
41、第二天平加载机构42设置）；第一天平加载机构41与第二天平加载机构42内设空腔，且滑块24底面（本实施例位于避免滑块24滑动过程中与天平横梁30产生干涉、在滑块24靠近天平横梁30的一侧侧面固定设置一凸块241，三角玛瑙块241设置在凸块241底面，如图3所示）、第一天平加载机构41内部顶面、第二天平加载机构42内部底面分别对应加载块32设置三角玛瑙块240，天平横梁30左端与右端的加载块32端面对应三角玛瑙块240开设卡槽320，天平横梁30中部（即与第二天平加载机构42对应）的加载块32底面对应三角玛瑙块240开设卡槽320（卡槽320内设置与三角玛瑙块240同材质的接触层，或加载块32整体采用与三角玛瑙块240相同的材料）；第一天平加载机构41底部设置砝码吊杆410，第二天平加载机构42顶部设置固定座420。三角玛瑙块240的长度大于对应加载块32长度（如图3所示）。
27.第一天平加载机构41、第二天平加载机构42对应的加载块32能够分别与其（即第一天平加载机构41、第二天平加载机构42）进行连接；例如：通过螺钉旋入第一天平加载机构41或第二天平加载机构42侧壁与对应的加载块32实现其连接。天平横梁30靠近第一天平加载机构41的一端上侧设置水平传感器31（如图2所示）。
28.安装支架10的竖直杆与顶部横梁之间设置加强杆12，加强杆12的数量为4根，分别设置在安装支架10的前、后侧面。安装支架10底部设置横向移动机构201，横向移动机构201设置在工作台200上，包括移动电机2011、第二丝杠2012及安装块2013，移动电机2011固定设置在工作台200端面且移动电机2011输出端与第二丝杠2012固定连接，第二丝杠2012与天平横梁30平行且第二丝杠2012两端设置两个安装块2013，安装块2013与工作台200端面固定连接且与第二丝杠2012转动连接，安装支架10设置在位于安装块2013之间的第二丝杠2012外壁且通过安装支架10通过两个支脚与第二丝杠2012螺纹连接、两个支脚底面与工作台200端面滑动连接。
29.工作台200底部支架设置在滑轨101上，实现工作台200整体的纵向滑动；工作台200底面中部设置控制其纵向滑动的纵向移动机构102，纵向移动机构102与横向移动机构201类似、本技术方案不做过多论述。
30.天平横梁30长度不小于工作台200宽度，且安装支架10宽度小于工作台200宽度，从而确保能够在工作台200之外进行砝码60的添加、避免工作台20整体的宽度局限影响砝码60加载。
31.实施例2：一种狭窄空间基准应力加载方法，采用如实施例1所述的装置，其特征在于：包括：步骤一：首先，分别将第一天平加载机构41与第二天平加载机构42固定在天平横梁30上（初始时，天平横梁30以贯穿孔13为支点倾斜放置）：即首先通过第一天平加载机构41或第二天平加载机构42的三角玛瑙块240卡在加载块32的卡槽320内、三角玛瑙块240底面与卡槽320槽底完全接触，然后通过螺钉对第一天平加载机构41或第二天平加载机构42与加载块32进行固定；步骤二：然后，启动丝杠电机21、使得第一丝杠22转动，进而控制滑块24在竖直方向上向下移动、直至滑块24下端的三角玛瑙块240顶住天平横梁30左端的加载块32并卡在加载块32内的卡槽320内；通过水平传感器31观测天平横梁30是否水平，若天平横梁水平，则停止丝杠电机21、将天平横梁30左端的加载块32与滑块24进行固定（例如，在凸块241两
侧固定设置卡块，通过螺钉分别旋入卡块实现天平横梁30与滑块24的固定），反之继续微调丝杠电机21直至天平横梁30水平；步骤三：之后，将待测试样50下端安装在第二天平加载机构42的固定座420上；再次启动丝杠电机21使得滑块24带动天平横梁30上移，待测试样50上端与试样安装座11接触后，关闭丝杠电机21，将待测试样50上端固定安装在试样安装座11上（如图1、图2所示）；步骤四：最后，通过纵向移动机构102、横向移动机构201进行待测试样50在狭窄空间内的位置微调，使其与x射线管的位置满足试验需求。逐步对天平横梁30位于工作台200外侧的砝码吊杆410进行砝码60添加，实现对于待测试样的拉伸载荷加载；然后进行x射线衍射无损检测进行待测试样50拉伸条件下的性能（内部织构、物相等）测试。
32.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。