一种用于原位观测的拉伸加载装置

1.本实用新型涉及测量观测技术领域，尤其涉及一种用于原位观测的拉伸加载装置。


背景技术：

2.材料的损坏是由于多种条件情况下多种外因共同作用产生的结果，因此，提前预判材料在各条件下的性能显得十分必要，其中原位性能测试是指在微/纳米尺度下对试件材料进行力学性能测试的过程中，通过电子显微镜、原子力显微镜、光学显微镜、工业ct等显微设备对各种载荷作用下材料发生的微观变形、损伤进行全程原位监测的一种力学测试方法，在科研、教育、工程、国防等领域具有极其广阔的应用前景，能够对材料的弹性模量、抗拉强度、拉伸后试件微观尺度组织形貌演变进行测量和观察，材料的力学测试环境更接近于真实工作状态，因此获得信息准确，对使用过程中可靠性的提高等具有重要的指导意义，对评估材料在不同的工作条件下的变形和损伤机制具有重要意义。
3.目前商业化的加载装置不适合与显微镜组合，以原位观测不同加载下材料微观尺度组织形貌演变，且商业化的加载装置成本较高，体积较大，因此，个性化、低成本、方便地制作能与显微镜结合的加载装置，可以方便相关研究人员；另外，由于影响材料的因素是多样的，因此需原位观测时加载平台要相应移动，同时也要保证观察设备的安装和使用，不影响测量和检测；再者，在对材料进行观测是，不同试件，即使相同的试件，在测试时，均有不同长度不同厚度的试件需要进行观测，因此在使用时，平台的移动便携性，能够夹持不同长度的试件尤为重要，为此，我们设计了一种原位观测加载平台来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种用于原位观测的拉伸加载装置，可以与显微镜结合起来，实现原位观测加载下材料微观尺度组织形貌演变，解决了商业化的加载装置不方便和显微镜结合，不能随便移动，个性化定做成本高的问题。
5.本技术提供了一种用于原位观测的拉伸加载装置，包括底座，所述底座上设有豁口，所述豁口的两侧均设有多组第二固定孔，所述豁口的两侧均设有微分移动平台，所述微分移动平台通过螺钉固定在该侧的一组第二固定孔上，所述微分移动平台的一侧设有微分头，两个所述微分移动平台上均设有可调节位置的支撑板，两个所述支撑板上均设有第一固定孔，两个所述第一固定孔位于两个所述支撑板的相对一端，所述支撑板上设有夹板，所述夹板上设有和所述第一固定孔对应的第三固定孔，所述支撑板的下端设有螺栓，所述螺栓贯穿所述第一固定孔和所述第三固定孔并延伸至所述夹板的上方，所述螺栓的一端螺纹套接有锁紧手拧螺母。
6.优选地，所述支撑板上设有调节槽，所述调节槽的底部贯通设置，所述微分移动平台上设有螺柱，所述螺柱贯穿所述调节槽并延伸至所述支撑板的上端，所述螺柱上设有调节手拧螺母。
7.优选地，所述豁口两侧的所述第二固定孔对称设置。
8.优选地，每组所述第二固定孔为两个。
9.优选地，所述豁口两侧的第二固定孔均为三组。
10.优选地，所述底座的底部设有多个凹槽，所述凹槽和所述第二固定孔对应。
11.优选地，所述底座的四角均设有垫块。
12.优选地，所述第三固定孔偏心设置。
13.优选地，每组所述第二固定孔之间的距离为25mm。
14.优选地，所述豁口是边长为65mm的正方形。
15.由以上技术方案可知，本技术提供了一种用于原位观测的拉伸加载装置，使用时，先测量待测试件的长度，根据试件长度，通过螺钉，穿过底座上的第二固定孔延伸至微分移动平台上的螺纹孔上，将两个微分移动平台安装在对应的第二固定孔上，根据试件的长度，再微调支撑板的位置，通过调节手拧螺母将支撑板固定在微分移动平台上，将夹板通过螺栓和锁紧手拧螺母安装在支撑板，保留支撑板和夹板之间的缝隙大于试件的厚度，将试件的两端卡入两个支撑板与夹板形成的缝隙中，再通过手拧紧锁紧手拧螺母固定试件的两端，将显微镜放置到豁口的位置处，调节好焦距后，开始通过微分头调节微分移动平台，微分移动平台上的移动板移动，对试件进行拉伸，同时观测试件不同拉伸下组织形貌变化情况，由于本平台体积小，可移动，使用方便。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.1、通过底座和豁口的设置，底座支撑稳定，调节时不易发生晃动，从而提高观测精度，且底座能够根据需求移动至不同的工作区域内，豁口的位置还能够放置显微镜，使用方便；
18.2、通过多组第二固定孔的设置，可以根据试件长度调整微分移动平台位置，增大试件的可测量长度，满足多样化的测量需求；
19.3、通过微分移动平台的设置，通过微分平台的设置，能够精确的获得拉伸的长度，微调拉伸距离，从而获得更加精细的测量数据；
20.4、通过支撑板和夹板的设置，可夹持不同厚度的试件，且通过锁紧手拧螺母进行固定，不使用工具即可完成拆卸，使用方便；
21.5、通过可调节的支撑板的设置，支撑板能够调节一定的距离，从而可调节以适应长度略有差异的试件，保证对试件的稳定夹持。
22.综上所述，本实用新型底座上设有可放置显微镜的豁口，可以方便地与显微镜结合，原位观测不同加载下材料微观尺度组织形貌演变，不仅方便移动至不同的区域进行观测，且支撑稳定，能够对不同长度不同厚度的试件进行观测，更稳定地进行拉伸，测量精度高，且不需要额外的辅助工具即可完成试件的取放，且本技术能够根据需求，定制不同的尺寸，应用不同的研究，降低原位观测的仪器成本。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型提出的一种用于原位观测的拉伸加载装置的结构示意图；
25.图2为本实用新型提出的一种用于原位观测的拉伸加载装置的支撑板安装结构示意图；
26.图3为本实用新型提出的一种用于原位观测的拉伸加载装置的底座结构示意图；
27.图4为本实用新型提出的一种用于原位观测的拉伸加载装置的支撑板结构示意图；
28.图5为本实用新型提出的一种用于原位观测的拉伸加载装置的夹板结构示意图；
29.图6为本实用新型提出的一种用于原位观测的拉伸加载装置的凹槽位置结构示意图；
30.图7为本实用新型提出的一种用于原位观测的拉伸加载装置的垫块安装结构示意图。
31.图中：1底座、2微分移动平台、3微分头、4支撑板、5调节槽、6调节手拧螺母、7锁紧手拧螺母、8夹板、9豁口、10第一固定孔、11第二固定孔、12第三固定孔、13凹槽、14垫块。
具体实施方式
32.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
33.实施例1
34.参见图1-6，一种用于原位观测的拉伸加载装置，包括底座1，底座1采用长：245mm,宽：180mm,厚度为：6mm的钢板、铝合金板或塑料板切割而成，边缘处需做倒角处理，底座1小巧灵活，底座1能够移动到不同的地方进行使用，且降低了平台的重心，因此支撑稳定，在观测和调整阶段晃动较少，不会影响显微镜的正常观测；
35.底座1上设有豁口9，豁口9是边长为65mm的正方形，豁口9的设置是为了放置显微镜，更好的观测拉伸试件的微观形貌变化情况，同时节省成本，降低底座1的质量，方便移动，整个底座1的形状呈凹字型；
36.豁口9的两侧均设有多组第二固定孔11，便于调节两个夹持设备的距离，满足不同长度试件的夹持，第二固定孔11为通孔，豁口9两侧的第二固定孔11均为三组，每侧三组第二固定孔11可以根据试件长度调整部件的位置，增大试件的可测量长度，满足不同的测试需求，每组第二固定孔11之间的距离为25mm，从而实现多种长度的调节，每组第二固定孔11为两个，通过两个点进行固定，固定方式更加稳定，在受力时，测试设备不易发生偏转和晃动，且两点的定位方式效率也最高，豁口9两侧的第二固定孔11对称设置，保证测试设备在安装后，两个夹持端能够对应，调节时能够保证试件的受力方向与试件的长度方向一致；
37.豁口9的两侧均设有微分移动平台2，微分移动平台2的上端设有可以移动的移动板，微分移动平台2上设有多个螺纹孔用于固定自身或者安装相关设备，微分移动平台2通过螺钉固定在该侧的一组第二固定孔11上，螺钉通过拧入微分移动平台2的螺纹孔内进行固定，微分移动平台2的一侧设有微分头3，用于调节微分移动平台2的移动板移动，可直接读出加载试件的加载(拉伸)长度，精准的控制试件的拉伸长度，微分移动平台2和微分头3为一体设计，整体购置的派迪威微分头，可直接读出加载试件的加载拉伸长度，使用方便，使用时拉力大，能够满足不同试件的拉伸实验，测试范围大；
38.两个微分移动平台2上均设有可调节位置的支撑板4，支撑板4的位置能够在微分移动平台2上进行调节，与第二固定孔11配合，在固定好微分移动平台2后，再根据试件的长度，调节两个支撑板4的位置，支撑板4的尺寸为长：60mm,宽：25mm,厚度为2mm，两个支撑板4上均设有第一固定孔10，第一固定孔10圆心距图中左侧侧面距离为：17.5mm，该处用于夹持观测试件，两个第一固定孔10位于两个支撑板4的相对一端，如图1所示通过两个支撑板4的相对端对试件的两端进行夹持，支撑板4上设有夹板8，夹板8与支撑板4配合用于夹持试件的两端，夹板8的尺寸为长：25mm,宽：25mm，厚度为2mm，夹板8上设有和第一固定孔10对应的第三固定孔12，第三固定孔12偏心设置，第三固定孔12圆心距左侧侧面距离为：17.5mm，与支撑板4上第一固定孔10与端部的距离相同，当夹板8安装在支撑板4上时，支撑板4和夹板8的夹持端平齐，设计第三固定孔12不在正中间的原因在于一侧长度更长，用长的一侧可以更好的夹紧加载试件，更稳定地进行拉伸，支撑板4和夹板8均采用不锈钢板，夹持时不易变形，且不易生锈，使用寿命长，支撑板4和夹板8的边缘处也需要做倒角处理，避免支撑板4和夹板8的边缘处夹伤试件，支撑板4的下端设有螺栓，螺栓贯穿第一固定孔10和第三固定孔12并延伸至夹板8的上方，两板之间的夹持通过螺栓进行配合，螺栓的一端螺纹套接有锁紧手拧螺母7，夹板8的开合和夹持力度的调节均通过锁紧手拧螺母7进行调节，使用时通过手拧即可，不需要使用辅助工具，从而提高了使用的便捷性，移动至不同的条件下进行实验，保证材料的力学测试环境更接近于真实工作状态，因此获得信息准确，对使用过程中可靠性的提高等具有重要的指导意义，对评估材料在不同的工作条件下的变形和损伤机制具有重要意义。
39.本实用新型中，支撑板4上设有调节槽5，调节槽5的两端呈半圆弧型设置，直径为6mm，两个半圆弧圆心之间的距离为12.5mm，因此在固定好微分移动平台2后，两个支撑板4能够提供25mm的调节距离，与两个相邻组的第二固定孔11距离相对应，调节槽5的底部贯通设置，微分移动平台2上设有螺柱，螺柱贯穿调节槽5并延伸至支撑板4的上端，螺柱上设有调节手拧螺母6，通过调节手拧螺母6夹持支撑板4从而将支撑板4固定在微分移动平台2上，调节手拧螺母6可以固定在螺柱上，通过螺柱拧到微分移动平台2对应的螺纹孔内，再夹紧支撑板4进行固定，也可以将螺柱固定在微分移动平台2上，调节手拧螺母6螺纹套接在螺柱上，对支撑板4进行固定。
40.底座1的底部设有多个凹槽13，凹槽13和第二固定孔11对应，凹槽13和第二固定孔11形成台阶孔，由于通过螺钉固定微分移动平台2时，螺钉的螺帽部分会有突出，因此将螺钉的螺帽部分藏于凹槽13内，保证底座1底部的平整，从而保证整个平台的稳定。
41.实施例2
42.参见图7，一种用于原位观测的拉伸加载装置，与实施例1相比，本实施例的区别在于保持平台稳定的方式与实施例1不同，具体的底座1的四角均设有垫块14，垫块14可采用橡胶的材质制成，通过螺钉固定微分移动平台2时，螺钉的螺帽部分直接留在底座1的底部，使用时底座1通过四个垫块14对平台进行支撑，底座1与放置面之间留有距离，用于容纳螺帽，保证平台的稳定性，与实施例1先比本实施例的有益效果是，底座1与放置面的缝隙能够轻松的使使用者搬起本平台，同时不再像实施例1那样在第二固定孔11上加工凹槽13，保证第二固定孔11的厚度，当底座1采用塑料材质时，第二固定孔11不易损坏，能够提高底座1的使用寿命。
43.由以上技术方案可知，使用时，先测量待测试件的长度，根据试件长度，通过螺钉，穿过底座1上的第二固定孔11延伸至微分移动平台2上的螺纹孔上，将两个微分移动平台2安装在对应的第二固定孔11上，根据试件的长度，再微调支撑板4的位置，通过调节手拧螺母6将支撑板4固定在微分移动平台2上，将夹板8通过螺栓和锁紧手拧螺母7安装在支撑板4，保证支撑板4和夹板8之间的缝隙，将试件的两端卡入两个缝隙中，再拧紧锁紧手拧螺母7固定试件的两端，将显微镜放置到豁口9的位置处，调节好焦距后，通过微分头3调节微分移动平台2，微分移动平台2上的移动板移动拉伸试件，对试件进行观测，由于本平台体积小，能够移动至各个区域内进行实验，使用方便。
44.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围由权利要求指出。
45.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。以上所述的本技术实施方式并不构成对本技术保护范围的限定。