[实用新型]一种夹持机构以及同步辐射原位成像疲劳试验机

说明书

本实用新型涉及机械设备领域，具体而言，涉及一种夹持机构以及同步辐射原位成像疲劳试验机。夹持机构用于同步辐射原位成像疲劳试验机试样的夹持固定，被上夹具夹持试样的一端具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，上夹具包括对第一表面进行水平夹持的水平夹持组件、对第二表面进行竖直方向夹持的竖直夹持件以及控制水平夹持组件和竖直夹持件形成大小可调节并夹紧试样的夹紧腔的控制组件，水平夹持组件和竖直夹持件分别与控制组件连接。该夹持机构极大地简化了试样的安装方式，消除了试样安装过程中可能产生的扭力影响，利用控制装置增加了自锁能力，有助于提高试验精度。

技术领域

本实用新型涉及机械设备领域，具体而言，涉及一种夹持机构以及同步辐射原位成像疲劳试验机。

背景技术

疲劳损伤行为是工程结构服役性能研究中一个极其重要的方面，自20世纪初以来，金属材料裂纹形核及扩展机理一直是研究热点和重点课题。借助传统的基于切片的光学显微镜和扫描电子显微镜，仅能获得露出材料表面的疲劳裂纹，而内部气孔、第二相粒子、夹渣和微观组织等引起的三维裂纹及其耦合行为与表面完全不同，且更为主要和重要。第三代同步辐射X射线计算机断层扫描技术具备亚微米空间分辨率和微秒时间分辨率及百keV级的卓越探测能力，较常规X光机的实验水平高出几个数量级，是目前唯一可穿透大块金属材料开展疲劳损伤演变原位可视化研究的大科学装置。微型同步辐射原位成像疲劳试验机与先进同步辐射X射线成像结合使得科学家能够深入材料内部，高精度、高亮度、高准直、高效率、非破坏性地原位实时探测疲劳损伤和断裂行为，对于建立基于表面和亚表面缺陷的服役寿命模型、追溯裂纹演变特性及准确评估材料强度和寿命具有不可替代的科学意义。

由西南交通大学研制的国内第一台可用于同步辐射成像的原位观测疲劳试验机，已在上海光源和北京光源投入使用。在其主要架构上对试验机的夹持机构进行了改进，缓解了第一代试验机的振动问题，并加装了塑性变形后的加载力调节环节。然而试验中发现，由于结构设计不合理，试样安装极为不便，且安装过程中需要对试样施加一定的扭力，这样会对本身尺寸极为细小的试样产生无法估量的影响，试验准确性受到挑战。此外，虽然在上一代改进中采用了碟簧进行减震，但试验机在长时间运行的情况下极易出现碟簧失稳导致噪声进一步加剧；同时碟簧属于非线性元件，其特性曲线随着尺寸的减小更是无法准确获取试样的实际变形，影响试验精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种夹持机构，该夹持机构极大地简化了试样的安装方式，消除了试样安装过程中可能产生的扭力影响，利用控制装置增加了自锁能力，有助于提高试验精度。

本实用新型的另一目的在于提供一种同步辐射原位成像疲劳试验机，其改进驱动方式，减少了机械运动部件的多余连接，电动动力装置的高刚性和精确性能更好地替代碟簧的作用，同时电动动力装置的应用可提高加载力和运动控制的精准度，其高寿命和高强度的特性非常适合作为驱动结构。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种夹持机构，其可用于同步辐射原位成像疲劳试验机试样的夹持固定，其包括对试样的一端进行夹持的上夹具和对试样的另一端进行夹持的下夹具，下夹具和上夹具相对设置；

被上夹具夹持试样的一端具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，上夹具包括对第一表面进行水平夹持的水平夹持组件、对第二表面竖直方向夹持的竖直夹持件以及控制水平夹持组件和竖直夹持件形成大小可调节并夹紧试样的夹紧腔的控制组件，水平夹持组件和竖直夹持件分别与控制组件连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述水平夹持组件包括第一水平夹持件和与第一水平夹持件可选择性作用对试样进行水平夹持的第二水平夹持件，第一水平夹持件和第二水平夹持件相对设置，并与竖直夹持件形成大小可调节并能夹紧试样的夹紧腔，第一水平夹持件和第二水平夹持件均与控制组件连接，实现夹紧腔的水平方向大小的调节。