[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

说明书

本发明涉及机电一体化精密科学仪器领域，特别涉及三点弯曲与酸/碱场耦合下材料力学性能测试装置及方法，测试装置包括粗调驱动机构、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；其实现在强酸/碱场下的进行三点弯曲试验。

技术领域

本发明涉及机电一体化精密科学仪器领域，特别涉及三点弯曲与酸/碱场耦合下材料力学性能测试装置及方法。

背景技术

材料科学是科学发展的中心，特别是航天技术的发展的缩影，必须得到材料科学的支持。伴随着新材料的诞生，新的产品和材料的性能分析技术已经成为重要的一部分，材料力学性能测试是非常必要的。随着科学技术的发展，利用各种不同的材料，服役条件越来越复杂。

获得材料的弹性形变、弯曲强度、剪切模量等力学性能指标，是传统的材料力学性能测试的一种常规模式。然而，材料和产品所服役的环境越来越复杂，其可靠性和耐腐蚀性变得越来越重要。随着对材料研究的不断深入，传统的材料力学性能参数测试，已不能满足材料对复杂环境的适应性的要求。因此，开发一种能在复杂的环境下对材料的力学性能进行有效的测试仪器，为研究在复杂环境下材料的力学性能提供可行的设备，为材料的制备，产品的开发、设计、生产、可靠性评估、寿命预测等提供科学依据，开创材料领域的科学和技术的一个新时代。

在日常生产中，通常材料，零件和设备工作一定的频率、应力、电场、磁场及化学场的耦合作用下，会造成材料在复杂环境下的失效。利用材料的显微组织的损伤与断裂机制，对材料开展微观结构的损伤演变及损伤机理的研究是非常重要的。然而，现有工业的机械化对材料的测试方法，如拉伸、三点弯曲试验，单功能的扭转试验设备。其测试都是一般的环境中测试的，没有在复杂的环境中对材料的力学性能进行测试，对材料力学性能的测试具有不准确性。因此，基于可靠性的要求，在以前，空间和结构合理的相容性进行复杂环境下材料力学性能的研究和设计适于复杂环境材料力学性能的试验设备。通过测试来获得材料在复杂环境下的力学性能参数，并结合力学、材料科学，控制技术等相关专业知识，对材料科学理论的检验和验证及支持材料科学的发展都具有重要的意义。

发明内容

本发明提供三点弯曲与酸/碱场耦合下材料力学性能测试装置及方法，其实现在（强）酸/碱场下的进行三点弯曲试验。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为，三点弯曲与酸/碱场耦合下材料力学性能测试装置，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；