[发明专利]抛光盘弹性模量和蠕变特性在位测量装置及测量方法

权利要求书

1.全口径抛光中抛光盘弹性模量和蠕变特性在位测量装置，其搭载于抛光机床(1)上，其特征在于，包括：

控制器(4)，所述控制器(4)固定于抛光机床的横梁(2)顶部；

显示终端，所述显示终端与所述控制器(4)通信连接；

加载力执行器(5)，所述加载力执行器(5)固定于所述横梁(2)上，且与所述控制器(4)电性连接；

测试板(6)，所述测试板(6)为圆形板；其顶部与所述加载力执行器(5)铰接，其底部与抛光机床的抛光盘(3)抵接；

及位移传感器(7)，所述位移传感器(7)通过连接件固定于所述加载力执行器(5)上，与所述控制器(4)通信连接，且所述位移传感器(7)的检测方向指向所述测试板(6)的顶部；

其中，所述加载力执行器(5)包括固定架(51)、执行器(52)及球头顶杆(53)；所述固定架(51)固定于所述横梁(2)上；所述执行器(52)安装于所述固定架(51)上，且与所述控制器(4)电性连接；所述球头顶杆(53)包括一体连接的球头和顶杆；所述球头侧与所述测试板(6)顶部铰接；所述顶杆侧与所述执行器(52)的输出端连接；

所述连接件为可调连接支架(8)，所述可调连接支架(8)包括第一连接杆(81)和第二连接杆(82)；所述第一连接杆(81)一端与所述加载力执行器(5)铰接，另一端与所述第二连接杆(82)一端铰接；所述第二连接杆(82)另一端与所述位移传感器(7)连接。

2.根据权利要求1所述的全口径抛光中抛光盘弹性模量和蠕变特性在位测量装置，其特征在于，所述执行器(52)为驱动电机或液压驱动器；所述驱动电机或液压驱动器与所述控制器(4)电性连接。

3.根据权利要求1所述的全口径抛光中抛光盘弹性模量和蠕变特性在位测量装置，其特征在于，所述测试板(6)顶部具有与所述球头顶杆(53)球头适配的球帽槽。

4.根据权利要求1所述的全口径抛光中抛光盘弹性模量和蠕变特性在位测量装置，其特征在于，所述测试板(6)为钢材制成。

5.根据权利要求1所述的全口径抛光中抛光盘弹性模量和蠕变特性在位测量装置，其特征在于，所述测试板(6)直径为10mm-100mm，厚度为5mm-20mm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的全口径抛光中抛光盘弹性模量和蠕变特性在位测量装置，其特征在于，所述位移传感器(7)为激光位移传感器。

7.全口径抛光中抛光盘弹性模量和蠕变特性在位测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

选定待测量抛光盘表面位置；固定如权利要求1-6任一项所述的测量装置；

在控制器中选择加载力执行器的预加载力F₀、预加载时间t₀、加载力F₁及加载时间t₁；

加载，根据预加载力F₀和预加载时间t₀加载后，加载力执行器将加载力F₁作用在测试板上加载，同时在显示终端上显示并记录测试板加载过程中抛光盘表面高度变化量，直至达到预设的加载时间t₁；然后结束加载过程，停止记录获得抛光盘表面变形在加载力F₁作用下随加载时间t₁的变化情况。

8.根据权利要求7所述的全口径抛光中抛光盘弹性模量和蠕变特性在位测量方法，其特征在于，抛光盘的弹性模量或蠕变特性通过公式：e＝4F₁h/(πad²)(1)计算；

或通过e(t)＝a(t)/h(2)计算；

其中，式(1)中e为弹性材质抛光盘的弹性模量；d为测试板直径；h为抛光盘厚度；加载力的大小和作用时间分别为F₁、t₁，a为测量弹性材质抛光盘的变形量；

式(2)中e(t)为粘弹性材质抛光盘的蠕变函数，即在不同加载时刻t的蠕变应变；a(t)为粘弹性材质抛光盘在不同加载时刻t的变形量；t为加载力的作用时刻，0tt₁，t₁是加载力的持续作用时间；h为抛光盘厚度。