[发明专利]静电预加载的微纳材料力学性能检测结构

权利要求书

1.一种静电预加载的微纳材料力学性能检测结构，其特征在于，包括：后屈曲式微力检测结构和静电式屈曲预加载结构,所述后屈曲式微力检测结构与所述静电式屈曲预加载结构相连，其中，

所述静电式屈曲预加载结构被构造为加载电压后能够利用静电作用力引发内部构件变形以实施预加载；

所述后屈曲式微力检测结构被构造为当所述静电式屈曲预加载结构未实施预加载时，所述后屈曲式微力检测结构处于自然的无加载状态，当静电式屈曲预加载结构实施预加载时，所述后屈曲式微力检测结构被轴向压缩，处于预加载屈曲平衡状态，然后所述后屈曲式微力检测结构受到试件的轴向微力作用，所述预加载屈曲平衡状态发生改变，使所述后屈曲式微力检测结构发生放大的横向结构变化，从而实现微力检测。

2.根据权利要求1所述的静电预加载的微纳材料力学性能检测结构，其特征在于，所述后屈曲式微力检测结构为平面型轴对称结构，具体包括：

悬浮的微力检测中心杆与微力感测块，所述微力检测中心杆位于对称轴线上，所述微力检测中心杆的一端与试件相连，另一端与所述微力感测块的中点相连，微力检测中心杆与所述微力感测块呈T型连接；

悬浮的第一柔性压杆、第二柔性压杆、第三柔性压杆和第四柔性压杆，所述第一柔性压杆、第二柔性压杆、第三柔性压杆和第四柔性压杆的材料相同、长度相等、均与所述对称轴平行，所述第一柔性压杆、第二柔性压杆关于所述对称轴对称，所述第三柔性压杆、第四柔性压杆关于所述对称轴对称，其中，所述第一柔性压杆的一端和所述第二柔性压杆的一端与所述微力感测块的一侧相连，所述第三柔性压杆的一端和所述第四柔性压杆的一端与所述微力感测块的另一侧相连，所述第一柔性压杆的另一端与第一固定块相连以固定，所述第二柔性压杆的另一端与第二固定块相连以固定；

悬浮的可动预加载横梁，所述可动预加载横梁的一侧与所述第三柔性压杆的另一端和所述第四柔性压杆的另一端相连，所述可动预加载横梁的另一侧与所述静电式屈曲预加载结构相连。

3.根据权利要求1或2所述的静电预加载的微纳材料力学性能检测结构，其特征在于，所述第一柔性压杆、第二柔性压杆、第三柔性压杆和第四柔性压杆的长宽比大于100。

4.根据权利要求1-3任一项所述的静电预加载的微纳材料力学性能检测结构，其特征在于，所述第一柔性压杆、第二柔性压杆、第三柔性压杆和第四柔性压杆被构造成在受到压力时朝着两侧方向凸出变形。

5.根据权利要求1-4任一项所述的静电预加载的微纳材料力学性能检测结构，其特征在于，所述电热式屈曲预加载结构中包括与所述后屈曲式微力检测结构相连的悬浮的静电结构，所述悬浮的静电结构因加电压产生静电相互作用力而发生形变，推动所述可动预加载横梁，所述第一柔性压杆、第二柔性压杆、第三柔性压杆和第四柔性压杆受轴向力作用被轴向压缩，处于屈曲状态。

6.根据权利要求1-5任一项所述的静电预加载的微纳材料力学性能检测结构，其特征在于，所述静电式屈曲预加载结构为平面型轴对称结构，具体包括：

弹性的、悬浮的第一驱动杆和第二驱动杆，所述第一驱动杆的一端与第二驱动杆的一端共同地连接到所述后屈曲式微力检测结构上，所述第一驱动杆和第二驱动杆材料相同、长度相等，二者关于所述对称轴对称且不共线；

悬浮的第一电极板和第二电极板，其中，所述第一驱动杆的另一端与所述第一电极板的中点相连，所述第二驱动杆的另一端与所述第二电极板的中点相连，所述第一电极板的一端经过第一弹性回复杆连接至第三固定块以固定，所述第一电极板的另一端经过第二弹性回复杆连接至第四固定块以固定，所述第二电极板的一端经过第三弹性回复杆连接至第五固定块以固定，所述第二电极板的另一端经过第四弹性回复杆连接至第六固定块以固定；

固定的第七固定块和第八固定块，所述第七固定块、所述第八固定块用于与所述第一电极板之间产生静电相互作用力；

固定的第九固定块和第十固定块，所述第九固定块、所述第十固定块用于与所述第二电极板之间产生静电相互作用力。