[实用新型]低温原位双轴拉伸力学性能测试装置

权利要求书

1.一种低温原位双轴拉伸力学性能测试装置，其特征在于：整体结构采用立式布置,包括驱动单元、传动单元、信号检测单元、夹持单元及温度加载单元,其中驱动单元通过步进电机（1）提供拉伸加载动力；传动单元采用丝杆（9）和移动导杆（10）实现单电机驱动下X轴、Y轴的双向动力传递；信号检测单元与传动单元相连，采用拉力传感器（18）和直线光栅位移传感器进行力和位移的测量，同时配备光学显微镜对被测样品的力学行为和损伤机制进行动态原位观测；夹持单元一端连接信号检测单元，一端对十字形试件（22）进行固定，配合传动单元从而实现对十字形试件（22）的双轴拉伸；温度加载单元与十字形试件（22）接触进行导冷，最终实现双轴拉伸过程中的低温制冷。

2.根据权利要求1所述的低温原位双轴拉伸力学性能测试装置，其特征在于：所述的驱动单元由步进电机（1）提供拉伸加载动力，步进电机（1）固定在支撑台（2）上并与联轴器（4）连接，精密滚珠丝杠（5）的两端分别与联轴器（4）、丝杠螺母（6）连接，丝杠螺母（6）与运动板（7）连接，运动板（7）输出精确的直线位移；支撑台（2）通过立柱Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（3-1、3-2、3-3、3-4）固定在底座（20）上。

3.根据权利要求1所述的低温原位双轴拉伸力学性能测试装置，其特征在于：所述的传动单元采用四个相互对称的丝杆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（9-1、9-2、9-3、9-4）及移动导杆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（10-1、10-2、10-3、10-4）进行动力的传递，具体装配关系是：固定支座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（8-1、8-2、8-3、8-4）的一端分别通过轴套Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（26-1、26-2、26-3、26-4）与丝杆的一端Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（9-1、9-2、9-3、9-4）连接，并通过螺钉Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（27-1、27-2、27-3、27-4）夹紧，实现丝杆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（9-1、9-2、9-3、9-4）连接端的转动；丝杆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（9-1、9-2、9-3、9-4）的另一端分别与移动导杆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（10-1、10-2、10-3、10-4）相连，实现运动的传递；移动导杆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（10-1、10-2、10-3、10-4）的另一端分别与三角架Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（11-1、11-2、11-3、11-4）连接，并通过螺钉实现转动；三角架Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（11-1、11-2、11-3、11-4）分别通过角钢Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（12-1、12-2、12-3、12-4）螺纹固定连接在滑块Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（14-1、14-2、14-3、14-4）上，并安装到直线导轨Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（13-1、13-2、13-3、13-4）上，传递动力实现滑块Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（14-1、14-2、14-3、14-4）在导轨Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（13-1、13-2、13-3、13-4）上的移动。

4.根据权利要求1所述的低温原位双轴拉伸力学性能测试装置，其特征在于：所述的信号检测单元包括拉力传感器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（18-1、18-2、18-3、18-4）、直线光栅位移传感器和用于原位观测的光学显微镜，所述拉力传感器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（18-1、18-2、18-3、18-4）两端通过螺纹分别固定连接在拉伸连接件Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（17-1、17-2、17-3、17-4）和夹具体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（19-1、19-2、19-3、19-4）上；拉伸连接件Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（17-1、17-2、17-3、17-4）一端与角钢Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（12-1、12-2、12-3、12-4）连接，并通过滑块Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（14-1、14-2、14-3、14-4）安装到直线导轨Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（13-1、13-2、13-3、13-4）上，另一端上方设有销钉孔，通过销钉Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（21-1、21-2、21-3、21-4）与拉力传感器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（18-1、18-2、18-3、18-4）连接，保证测试拉力、夹具以及测试件的中轴线重合；所述直线光栅位移传感器是：主尺Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（16-1、16-2、16-3、16-4）固定在滑块Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（14-1、14-2、14-3、14-4）上，读数头Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（15-1、15-2、15-3、15-4）通过螺纹固定连接在底座（20）上，通过测量滑块Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（14-1、14-2、14-3、14-4）的移动位移从而测量十字形试件（22）的变形量；光学显微镜装配在十字形试件（22）的下方。