[发明专利]便携式残余应力测试装置

说明书

本发明公开一种便携式残余应力测试装置，包括加载机构、旋转机构、支撑座及固定夹具，所述加载机构与旋转机构固定连接，所述旋转机构与支撑座沿水平方向滑动连接，固定夹具对称设置于支撑座两侧；所述加载机构包括直线电机、机架、主轴及固定在主轴底端的努氏压头，所述旋转机构包括转盘、轴承，所述机架位于直线电机与转盘之间，且机架底部与转盘固定连接，所述直线电机的输出端贯穿机架并通过连接板与主轴的顶端固定连接，所述主轴贯穿转盘及轴承内圈；所述连接板的底部与主轴的顶端之间设置有压力传感器，所述连接板或主轴的一侧固定有位移传感器。该测试装置整体体积小，结构简单，便于安装和调整，适用于现场安装及检测。

技术领域

本发明涉及残余应力测试技术领域，具体涉及一种基于压痕法的便携式残余应力测试装置。

背景技术

有害残余应力的存在会削弱结构的强度，大大增加产品失效损坏的风险。尤其在能源、化工、航天、交通等重大装备制造业中，残余应力的检测和控制越来越受到技术人员的关注。近年来有学者提出采用努式压头测量非等轴残余应力，测量时需要改变努式压头的水平角度(0°、45°、90°及135°)进行多次压入，获得不同角度下的载荷-位移曲线，从而计算出残余应力的大小和方向。现有压痕仪器一般体积较大，结构复杂，难以实现便携操作和现场应用，目前装备制造现场正缺乏一种便携灵活的残余应力测试装置来进行结构完整性评估。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携式残余应力测试装置，其结构简单，可以实现便携操作和现场应用。

本发明具体采用如下技术方案：

一种便携式残余应力测试装置，包括从上至下设置的加载机构、旋转机构及支撑座，所述加载机构与旋转机构固定连接，所述旋转机构与支撑座沿水平方向滑动连接；

所述加载机构包括直线电机、机架、主轴及固定在主轴底端的努氏压头，所述旋转机构包括转盘、轴承，所述机架位于直线电机与转盘之间，且机架底部与转盘固定连接，所述直线电机的输出端贯穿机架并通过连接板与主轴的顶端固定连接，所述主轴贯穿转盘及轴承内圈，所述转盘位于轴承上方，且所述轴承内圈与转盘固定连接；

所述连接板的底部与主轴的顶端之间固定设置有压力传感器；

所述连接板的一侧或主轴的一侧固定有位移传感器。

通过上述技术方案可以实现：(1)加载机构中直线电机带动主轴及努氏压头上下移动，完成载荷加载及卸载，且直线电机的输出端通过连接板与主轴等固定连接，各部件之间刚性连接无缝隙，载荷是直接通过主轴作用于努氏压头，结构紧凑，位移传感器测量精度高；(2)旋转机构中转盘的转动可带动整个加载机构转动，从而调节努氏压头的压入角度；(3)旋转机构与支撑座滑动连接，可在支撑座固定的情况下，使旋转机构及加载机构同时沿支撑座水平滑动，从而调整努氏压头的压入位置。

进一步的，所述机架为“Π”型框架，包括顶板及两个侧板，所述直线电机的输出端贯穿机架的顶板，所述机架的两个侧板底部与转盘固定连接。

上述技术方案将机架设计为“Π”型框架，可便于通过机架将加载机构与旋转机构连接，减小测试装置的体积，且可将传感器部件设计在装置内部，可以更好地保护精密部件。

进一步的，所述位移传感器位于转盘上方，所述位移传感器的检测端与转盘的上端面接触。

通过上述技术方案，在实现位移测量的同时，位移传感器可以不直接接触试样表面，扩大了使用范围，如高温、腐蚀等测试表面仍可适用，防止损坏位移传感器的检测探头。

进一步的，所述转盘及轴承的外圆周设置有角度刻度尺。

通过上述技术方案，可准确确定转盘的旋转角度，从而准确调节努氏压头的旋转角度。