超硬材料网

　　申请号：201620958506.8
　　申请人：吉林大学
　　发明人：李海连 赵宏伟 李莉佳 马志超 李作家

　　摘要： 基于双轴拉伸载荷下的原位压痕力学测试装置属于力学精密测试仪器技术领域，目的在于解决现有技术存在的载荷单一、无法实现双轴拉伸下的原位压痕测试的问题。本实用新型的基于双轴拉伸载荷下的原位压痕力学测试装置包括：基座；设置在基座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的四个端部，对试件进行X轴和Y轴方向的双向拉伸；设置在基座上的压痕加载单元，所述压痕加载单元在Z向对被测试试件进行压痕测试；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。 　　主权利要求：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。