[发明专利]一种超声振动与电脉冲耦合下的压缩实验装置和方法

说明书

本发明涉及一种超声振动与电脉冲耦合下的压缩实验装置，装置包括：上基座板；上底板，通过第二螺杆与上基座板连接，位于上基座板的下方；第一绝缘板，固定在上底板的下表面；超声振子，安装在上底板上，并贯穿上底板；超声发射器，与超声振子连接；振动推头，位于超声振子的底部；第二绝缘板，通过第三螺杆与第一绝缘板连接，且位于第一绝缘板的下方；电刷，一端固定在第二绝缘板上，另一端与振动推头的外壁接触；冷却设备，位于振动推头的下方，试件位于冷却设备与振动推头中间，并放置于冷却设备上；电源，一端通过导线与冷却设备连接，另一端通过导线与第二绝缘板连接。本发明的上述装置能够实现对多条件下材料的力学特性测试。

技术领域

本发明涉及材料力学特性研究领域，特别是涉及一种超声振动与电脉冲耦合下的压缩实验装置和方法。

背景技术

材料的力学性能由于载荷施加的方式多种多样，且环境、介质的变化又十分复杂，其性能表现出较大的差异，致使材料力学性能所研究的内容非常广泛。而研究多条件下材料的力学性能测试，不仅能拓宽材料成形加工的应用范围，还在各领域生产选材及安全性能测试方面起着至关重要的指导作用。目前，人们对于材料力学性能的了解主要依据单一物理场的材料力学测试结果，而对材料在多物理场耦合作用下力学性能测试装置和方法的研究报导甚少。

本发明针对上述问题，基于万能试验机研究设计了一套超声振动与电脉冲耦合下的压缩实验方法和装置。在诸多研究中表明，电脉冲通过金属材料会产生自阻加热和电致塑性效应，使材料快速稳定加热的同时使其塑性抗力显著降低；另外，在以往力学性能测试实验中的金属材料多数是静态变形过程，而增加超声振动场却能实现对材料动态塑性变形的研究。因此，将超声振动与电脉冲耦合进行的材料性能测试研究，可以更全面、多层次的了解金属材料的变形行为和力学性能，为金属材料在特定环境中的应用提供重要参考数据。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声振动与电脉冲耦合下的压缩实验装置和方法，实现对多条件下材料的力学特性测试。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种超声振动与电脉冲耦合下的压缩实验装置，所述装置包括：

上基座板；

上底板，通过第二螺杆与所述上基座板连接，位于所述上基座板的下方；

第一绝缘板，固定在所述上底板的下表面；

超声振子，安装在所述上底板上，并贯穿所述上底板；

超声发射器，与所述超声振子连接；

振动推头，位于所述超声振子的底部；

第二绝缘板，通过第三螺杆与所述第一绝缘板连接，且位于所述第一绝缘板的下方；

电刷，一端固定在所述第二绝缘板上，另一端与所述振动推头的外壁接触；

冷却设备，位于所述振动推头的下方，试件位于所述冷却设备与所述振动推头中间，并放置于所述冷却设备上；

电源，一端通过导线与冷却设备连接，另一端通过导线与所述第二绝缘板连接。

可选的，所述装置还包括，第四螺杆和第一螺杆，所述第四螺杆位于所述装置本体顶部的下表面，所述第一螺杆连接所述第四螺杆和所述上基座板。

可选的，所述第二螺杆的数量为4个。

可选的，所述装置还包括：绝缘套，所述绝缘套位于所述振动推头内部。

可选的，所述冷却设备包括：

第一下压板，位于所述振动推头的下方，试件位于所述第一下压板与所述振动推头中间，并放置于所述第一下压板上；所述第一下压板还通过导线与所述电源连接；

气管，位于所述第一下压板的侧壁；