[实用新型]材料微观力学性能双轴拉伸-疲劳测试系统

权利要求书

1.一种材料微观力学性能双轴拉伸-疲劳测试系统，其特征在于：包括精密加载-传动单元、疲劳单元、力学和变形信号检测单元、试件夹持单元；其中，精密加载-传动单元通过螺钉固定在底板(5)上，疲劳单元通过两个对称的导轨Ⅰa(32)、滑块Ⅰa(31)和导轨Ⅰb(36)、滑块Ⅰb(35)安装在精密加载-传动单元上，疲劳单元通过四个相同的连杆(17)分别与试件夹持单元相连，力学和变形信号检测单元安装在试件夹持单元上。

2.根据权利要求1所述的材料微观力学性能双轴拉伸-疲劳测试系统，其特征在于：所述的精密加载-传动单元提供预加载力和用于调整试件夹持单元的位置所需要的力，由直流电机(1)提供动力，经过减速器(2)、蜗轮(25)、蜗杆(24)带动双向滚珠丝杠(11)转动；所述的直流电机(1)的输出轴经过联轴器(3)与蜗杆轴(48)相连，蜗轮(25)安装在双向滚珠丝杠(11)上，蜗轮(25)、蜗杆(24)起到降速增扭的作用；所述的双向滚珠丝杠(11)通过导轨Ⅱa(9)、滑块Ⅱa(8)、滑块Ⅱ(29)和导轨Ⅱb(12)、滑块Ⅱb(13)、滑块Ⅱ(49)e及丝杠支撑座(28)定固在底板(5)上，双向滚珠丝杠(11)上安装了两个相同的丝杠螺母Ⅰ、Ⅱ(10、50)，分别与两个相同的螺母座Ⅰ、Ⅱ(14、30)相连；所述的螺母座Ⅰ、Ⅱ(14、30)分为上下两部分，通过螺钉连接，以此降低安装难度；所述的螺母座Ⅰ、Ⅱ(14、30)上分别安装了导轨Ⅰa(32)、滑块Ⅰa(31)和导轨Ⅰb(36)、滑块Ⅰb(35)，两个滑块Ⅰa、b(31、35)均安装在下支撑板(34)上，支撑柱(33)与上支撑板(44)通过螺钉相连，上支撑板(44)固定连接柔性铰链(15)；所述的丝杠螺母Ⅰ、Ⅱ(10、50)，螺母座Ⅰ、Ⅱ(14、30)，导轨Ⅰa、b(32、36)和滑块Ⅰa、b(31、35)均为对称布置；所述的导轨Ⅰa、b(32、36)与水平面成20°夹角，因此，当滑块a、bⅠ(31、35)分别沿着导轨Ⅰa、b(32、36)运动时，会带动支撑柱(33)上下运动而保持其水平位置不变。

3.根据权利要求1所述的材料微观力学性能双轴拉伸-疲劳测试系统，其特征在于：所述的疲劳单元包括柔性铰链(15)、四个相同的压电叠堆(16)以及四个相同的连杆(17)，其中柔性铰链(15)为对称结构，通过螺钉安装在下支撑板上(44)；所述的四个相同的压电叠堆(16)分别安装在柔性铰链(15)内，并通过铜片预紧；所述的连杆(17)一端通过销轴Ⅰ(42)与柔性铰链(15)相连，另一端通过销轴Ⅱ(45)与传感器固定座(19)相连，传感器固定座(19)通过螺钉安装在滑块Ⅳ(38)上。

4.根据权利要求1所述的材料微观力学性能双轴拉伸-疲劳测试系统，其特征在于：所述的力学和变形信号检测单元包括四个相同的拉力传感器(21)和两个位移传感器Ⅰ、Ⅱ(41、18)，拉力传感器(21)通过螺纹连接于夹具体Ⅰ(43)和传感器固定座(19)之间；位移传感器Ⅱ(18)安装在两个相对的夹具体Ⅰ、Ⅱ(43、51)之间，位移传感器Ⅰ(41)和位移传感器Ⅱ(18)垂直布置；试件(40)承受的拉力和与其对应的拉力传感器的轴线在一条直线上。

5.根据权利要求1所述的材料微观力学性能双轴拉伸-疲劳测试系统，其特征在于：所述的试件夹持单元由四个夹具体Ⅰ(43)和与之一一对应的压板(39)组成，试件安放在夹具体Ⅰ(43)与压板(39)之间，夹具体Ⅰ(43)和压板(39)之间通过螺钉连接，并通过旋紧螺钉对试件(40)进行夹紧；所述的夹具体Ⅰ(43)安装在滑块Ⅳ(38)上，滑块Ⅱc(20)和滑块Ⅳ(38)安装在同一个导轨Ⅲa(37)上；导轨Ⅲb、c、d(52、53、54)与导轨Ⅲa(37)相同；所述的夹具体Ⅰ(43)和压板(39)上加工有滚花，以保证夹持的可靠性。

6.根据权利要求5所述的材料微观力学性能双轴拉伸-疲劳测试系统，其特征在于：所述的导轨Ⅲa、b(37、52)安装在顶板Ⅰ(22)上，导轨Ⅲc、d(53、54)安装在顶板Ⅱ(23)上，立柱(6)通过螺纹与顶板Ⅱ(23)和底板(5)连接；顶板Ⅰ(22)的连接方式与顶板Ⅱ(23)的连接方式相同；立柱(6)将顶板Ⅱ(23)受到的拉力传导到底板(5)上。

7.根据权利要求3所述的材料微观力学性能双轴拉伸-疲劳测试系统，其特征在于：所述的四个相同的压电叠堆(16)，其中同一个拉伸轴向上的两个压电叠堆输出一致，以保持试件的十字中心在测试过程中位置固定。