[发明专利]三点弯曲与酸/碱场耦合下材料力学性能测试装置及方法

权利要求书

1.三点弯曲与酸/碱场耦合下材料力学性能测试装置，其特征在于，包括粗调驱动机构、精密驱动机构以及三点弯曲机构；

三点弯曲机构包括螺母连接块、压头、密封盒盖、压力传感器、密封盒、支撑底板、第一支撑头以及第二支撑头；支撑底板设于密封盒中，第一支撑头与第二支撑头设于密封盒中，并分设于支撑底板的两端；第一支撑头与第二支撑头能发生相向或相背的运行；螺母连接块设于密封盒的上方，并能发生相对密封盒向上或向下的运行；螺母连接块在两侧分设有第一螺纹通孔与第二螺纹通孔；压头通过连接柱安装于螺母连接块的下端；密封盒盖中间位置设有通孔，密封盒盖通过通孔安装于连接柱上，并位于螺母连接块与压头之间；螺母连接块发生相对于密封盒向下的运动时，压头压向第一支撑头与第二支撑头中间位置，同时密封盒盖能覆盖密封盒；压力传感器设于螺母连接块与连接柱之间；

粗调驱动机构包括手轮、传动机构、蜗杆、第一涡轮、第二涡轮、第一滚珠丝杆以及第二滚珠丝杆；手轮通过传动机构连接于蜗杆，并带动蜗杆转动；蜗杆上按序设有第一螺旋齿与第二螺旋齿；第一螺旋齿传动连接第一涡轮，第二螺旋齿传动连接第二涡轮，第一涡轮与第二涡轮同速同向转动；第一滚珠丝杆的一端安装于第一涡轮上，并与第一涡轮同轴转动；第二滚珠丝杆的一端安装于第二涡轮上，并与第二涡轮同轴转动；螺母连接块上第一螺纹通孔安装于第一滚珠丝杆上，第二螺纹通孔安装于第二滚珠丝杆上；

精调驱动机构包括直流伺服电机、第一锥齿轮、第二锥齿轮、齿轮A与齿轮B；直流伺服电机的输出端连接于第一锥齿轮；第一锥齿轮齿轮传动连接于第二锥齿轮；第二锥齿轮设于第二滚珠丝杆另一端的端头；齿轮B设于第二滚珠丝杆的另一端并位于第二锥齿轮的上方；齿轮A设于第一滚珠丝杆的另一端，齿轮A与齿轮B齿轮传动；

还包括加热台，加热台设于密封盒内的一侧，并位于第一支撑头与第二支撑头之间；

密封盒的底部设有排液阀。

2.根据权利要求1所述的三点弯曲与酸/碱场耦合下材料力学性能测试装置，其特征在于，传动机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮以及第四齿轮；第一齿轮与手轮同轴连接，并同轴转动；第二齿轮与第一齿轮齿轮传动连接；第三齿轮与第二齿轮同轴连接；第四齿轮安装于蜗杆的端头；第三齿轮与第四齿轮链条传动连接。

3.根据权利要求1所述的三点弯曲与酸/碱场耦合下材料力学性能测试装置，其特征在于，还包括机架，机架包括上机架盒、手动驱动盒与底座；上机架盒包括上机盒以及分设于上机盒两侧的第一侧支撑板与第二侧支撑板；第一侧支撑板与第二侧支撑板采用底座支撑；第一涡轮、第二涡轮以及蜗杆均设于上机盒中；手轮与传动机构设于手动驱动盒中，手动驱动盒安装于第二侧支撑板的外侧；精调驱动机构设于底座中；三点弯曲机构设于上机架盒与底座之间，并且密封盒被底座支撑。

4.根据权利要求1所述的三点弯曲与酸/碱场耦合下材料力学性能测试装置，其特征在于，支撑底板上设有导轨，第一支撑头的底面设有第一滑块、第二支撑头的底面设有第二滑块，第一支撑头通过第一滑块安装于导轨的一端；第二支撑头通过第二滑块安装于导轨的另一端。

5.根据权利要求4所述的三点弯曲与酸/碱场耦合下材料力学性能测试装置，其特征在于，还包括第一导轨与第二导轨；螺母连接块在两侧还分设有第一导轨限位孔与第二导轨限位孔；第一导轨贯穿第一导轨限位孔，第一导轨的一端连接于上机盒的下端面，第一导轨的另一端被底座支撑；第二导轨贯穿第二导轨限位孔，第二导轨的一端连接于上机盒的下端面，第二导轨的另一端被底座支撑。

6.根据权利要求1所述的三点弯曲与酸/碱场耦合下材料力学性能测试装置，其特征在于，还包括手柄，手柄设于手轮上。

7.使用如权利要求1-6任一所述三点弯曲与酸/碱场耦合下材料力学性能测试装置进行测试的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、进行测试前，首先调整密封盒内第一支撑头与第二支撑头之间的跨距，然后用六角螺栓分别将第一支撑头与第二支撑头固定于密封盒中支撑底板上；

S2、将试件安装于第一支撑头与第二支撑头上，并夹紧，向密封盒中加入酸，通过调节粗调驱动机构，使密封盒盖覆盖于密封盒；打开加热台，保持酸的温度，等待测试；

S3、再次调节粗调驱动机构，使得压头与试件接触；然后启动直流伺服电机，直流伺服电机连接于外部计算机，在计算机的控制下直流伺服电机带动第一滚珠丝杆与第二滚珠丝杆转动，从而实现与螺母连接块相连接的压头缓慢向试件施压，压力传感器连接于上述计算机，压力传感器检测螺母连接块与压头间的力，并将检测的力的数据传递于计算机，实现对实验数据的采集及分析；

S4、测试结束后，对材料在酸/碱场耦合下的性能进行分析。