[发明专利]纳米压入仪用试样引入预应力固定装置

说明书

技术领域

本发明涉及预应力固定装置，特别是纳米压入仪用试样引入预应力固定装置。

背景技术

纳米压入测量是近几年兴起的一种新技术，广泛应用于许多科学领域。它由连续记录压入的载荷和深度来测定硬度和弹性模量等。这种技术可从载荷和深度测量中间接换算出接触面积，避免寻找压痕位置和测量参与压痕面积的繁琐劳动，显著减小测量误差。与传统的材料试验机相比，该技术不需要破坏材料，同时测量的精度也提高了，测量的范围更加广泛，可以不用分离薄膜和基底材料的情况下直接得到薄膜材料的力学性能。

为了研究残余应力对材料力学性能的影响，通过将试样引入预应力来比拟现实中材料存在的残余应力，再借助纳米压入仪来研究试样的力学性能，并且只能适用于较小尺寸试样的问题。

目前还没有相关的用于纳米压入仪用试样引入的预应力固定装置。

发明内容

为解决现有不具备纳米压入仪用试样引入的预应力固定装置的问题，提供一种纳米压入仪用试样引入预应力固定装置，这种固定装置，结构合理、小巧，操作方便、应力精确可调。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

纳米压入仪用试样引入预应力固定装置，包括底座，在底座上设有开槽，开槽的一侧设有竖向分布的齿槽，开槽的另一侧的中部设有竖向的滑槽，一只带有竖向分布齿槽的滑块与滑槽相配合；在滑块后侧的底座上设有螺孔，一丝杆穿过螺孔与之螺纹配合，丝杆与滑块之间设有压力传感器，丝杆上设有螺纹配合的螺母，丝杆外端设有手柄。

上述的纳米压入仪用试样引入预应力固定装置，所述压力传感器为薄膜式压力传感器。

上述的纳米压入仪用试样引入预应力固定装置，丝杆后端设有非圆孔，一手柄前端为与该非圆孔配合的非圆凸榫。

底座开槽的两个侧面都带有竖向齿槽，将圆柱置于开槽两侧的齿槽内，再将试样放在圆柱之间，通过丝杆旋转前进对试样进行弯曲，使得试样产生应力，由压力传感器获取应力大小。

丝杆的螺纹旋转使得用力平稳，使得控制预应力精确简单有效。

压力传感器将压力数据传送到数据采集测试装置，然后传输到电脑，通过软件进行数据分析和处理，最后得到精确的弯曲应力。应力达到预定的要求后通过螺母将丝杆的位置锁死，有效地固定试样的预应力。

同时本发明装置在一定范围内可以根据试样的尺寸大小和柔性程度调整弯曲方案：当试样的脆性很大时，实现四点弯曲比较难，可以将试样尺寸尽量做的长一些采用三点弯曲；当试样的柔性不错，既可以实现四点弯曲，也可以实现三点弯曲，那就可以得到不同的应力状态。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明工作状态的结构示意图。

图中标记为：1底座，2开槽右侧的滑块，21滑块上的齿槽，3底座的开槽，4开槽左侧的齿槽，5圆柱体，6试样，7压力传感器，8丝杆，81螺母，82丝杆的方孔，9手柄，91手柄的方形凸榫，10底座开槽右侧的滑槽。

具体实施方式

纳米压入仪用试样引入预应力固定装置，包括底座1，在底座上设有开槽3，开槽的一侧，本例中为左侧，设有竖向分布的齿槽4，开槽的另一侧，本例中为右侧的中部设有竖向的滑槽10，一只带有竖向分布齿槽的滑块2与滑槽相配合；在滑块后侧的底座上设有螺孔，一丝杆8穿过螺孔与之螺纹配合，丝杆与滑块之间设有薄膜式压力传感器7，丝杆上设有螺纹配合的螺母81，丝杆外端设有手柄9。丝杆后端设有非圆的方孔82，手柄前端为与该非圆孔配合的非圆方形凸榫91。

首先将圆柱体5选择合适的齿槽固定好试样6，然后通过手柄旋转丝杆不断沿着轴向作直线前进，推动齿槽滑块移动，同时带着圆柱体移动，迫使试样发生弯曲变形，由薄膜式压力传感器获取丝杆挤压端加载压力的变化，再将压力数据传输到压力数据采集装置，再通过电脑处理得到相应的应力值，当试样的预应力值达到设定的应力值，即停止加载，同时用向底座一侧将螺母锁死在丝杆上，防止应力值发生改变，最后取下手柄。