[发明专利]一种用于核结构材料的小样品力学性能测试系统

权利要求书

1.一种用于核结构材料的小样品力学性能测试系统，其特征在于，包括电子万能材料力学试验机、高精度力学传感器、用于装夹测试样品的样品夹具、拉压力学转换连杆和高低温环境设备；所述拉压力学转换连杆与电子万能材料力学试验机的底座连接；所述高低温环境设备安装于所述电子万能材料力学试验机内，通过所述高低温环境设备调节电子万能材料力学试验机内的测试环境温度；所述高精度力学传感器设置于所述拉压力学转换连杆上；所述样品夹具设置于所述拉压力学转换连杆上，通过所述拉压力学转换连杆对所述样品夹具施加压力。

2.根据权利要求1所述的用于核结构材料的小样品力学性能测试系统，其特征在于，所述拉压力学转换连杆包括下托盘和上压盘，所述下托盘中心设置有一凹槽，所述凹槽的尺寸与所述样品夹具的外观尺寸相匹配，便于将所述样品夹具放入所述凹槽中。

3.根据权利要求1或2所述的用于核结构材料的小样品力学性能测试系统，其特征在于，所述样品夹具包括方片样品夹具和圆片样品夹具，根据样品形状选择合适的样品夹具；所述方片样品夹具由第一上模具、第一下模具、第一压针、第一钢球和方片模具组成，所述第一上模具中心设置有直径为2.4-2.6mm的孔，所述第一下模具中心设置有直径为3.9-4.2mm的孔，所述第一压针为直径2.2-2.3mm的圆柱形顶针，所述第一钢球采用直径为2.3-2.4mm的硬质合金钢球，所述方片模具的边长为2.3-2.4mm，所述第一下模具中根据样品尺寸设计有一个方形的凹槽，在所述第一上模具中心设置有与所述第一下模具中心的方形凹槽相匹配的方形凸起，装配时，首先把方片样品放入第一下模具的方形凹槽内，并通过2个准直螺丝固定第一上下模具，然后在第一上模具中心孔中放入方片模具，最后通过第一上模具的中心孔放入第一压针；所述圆片样品夹具由第二上模具、第二下模具、第二压针和圆形模具组成；所述第二上模具中心设置有直径为1-1.2mm的孔，所述第二下模具中心设置有直径为1.5-1.7mm的孔，所述第二压针为直径0.9-1mm的圆柱形顶针，所述第二钢球采用直径为0.9-1mm的硬质合金钢球，所述圆片模具的直径为0.9-1mm，所述第二下模具中根据样品尺寸设计有一个圆形的凹槽，在所述第二上模具中心设置有与所述第二下模具中心的圆形凹槽相匹配的圆形凸起，装配时，首先把圆片样品放入第二下模具的圆形凹槽内，并通过2个准直螺丝固定第二上下模具，然后在第二上模具中心孔中放入圆片模具，最后通过第二上模具的中心孔放入第二压针。

4.根据权利要求2所述的用于核结构材料的小样品力学性能测试系统，其特征在于，所述样品夹具和所述拉压力学转换连杆均采用316不锈钢或镍基高温合金一体成型。

5.根据权利要求1所述的用于核结构材料的小样品力学性能测试系统，其特征在于，所述高低温环境设备由温控箱和高温炉组成；所述温控箱用于实现低温环境控制，所述高温炉用于实现高温环境控制；所述高温炉采用三段电阻加热的方式实现高温的温度控制，所述高温炉的控温范围为300℃到1000℃；所述温控箱采用通过控制液氮的流量来调节低温环境，所述温控箱可达到的低温范围是-180℃到室温；联合使用高温炉和温控箱，可实现-180℃到1000℃的原位温度环境。

6.根据权利要求1所述的用于核结构材料的小样品力学性能测试系统，其特征在于，采用本系统进行力学性能测试时，必须使用相同厚度的样品进行同一类型的力学研究，样品厚度在0.2-0.5mm之间，精度为0.01mm。

7.根据权利要求1所述的用于核结构材料的小样品力学性能测试系统，其特征在于，所述高精度力学传感器的最大量程为1000N到5000N。

8.根据权利要求1所述的用于核结构材料的小样品力学性能测试系统，其特征在于，所述电子万能材料力学试验机的横梁位移分辨率至少为0.1μm。

9.根据权利要求1或8所述的用于核结构材料的小样品力学性能测试系统，其特征在于，所述万能材料力学试验机采用Instron 5703力学拉伸机。