[实用新型]跨尺度微纳米级原位复合载荷力学性能测试平台

摘要

本实用新型涉及的跨尺度微纳米级原位复合载荷力学性能测试平台属于机电类。由精密驱动及传动单元、信号检测及控制单元、装夹、连接及支撑单元组成。其中精密驱动及传动单元由直流伺服电机提供动力输出，并由两级大减速比蜗轮蜗杆机构和精密滚珠丝杠机构进行动力传递；信号检测及分析单元由精密位移传感器、精密拉压力传感器及与直流伺服电机同轴刚性连接的编码器组成；装夹、连接及支撑单元包括用于定位及安装标准试件的夹具组件等。本实用新型可与成像仪器兼容，并在其观测下开展针对宏观试件的跨尺度原位微纳米复合载荷测试，对材料的微观变形、损伤与断裂过程进行原位监测，为揭示材料在微纳米尺度下的力学特性和损伤机制提供了崭新的测试方法。

主权项

一种跨尺度微纳米级原位复合载荷力学性能测试平台，其特征在于：包括精密驱动及传动单元、信号检测及控制单元、装夹、连接及支撑单元；所述的精密驱动及传动单元是：直流伺服电机（1）通过弹性联轴器（5）与一级蜗杆（7）连接并提供动力输出，且通过一级蜗轮蜗杆传动副和二级蜗轮蜗杆传动副将动力传递至精密滚珠丝杠Ⅰ、Ⅱ（16、21）处，并进一步由丝杠方螺母Ⅰ、Ⅱ（51、52）输出精密的直线往复运动；所述的信号检测及控制单元包括精密接触式电容位移传感器（22）、拉压力传感器（28）和光电编码器（31），根据直流伺服电机（1）的脉冲/方向控制模式提供包括变形速率控制、力速率控制、位移速率控制在内的三种数字/模拟反馈信号源；该精密接触式电容位移传感器（22）的前端弹性探头与位移传感器固定挡板（25）相接触实现变形过程，精密接触式电容位移传感器（22）的主体部分通过位移传感器基座紧固螺钉（42）与位移传感器基座（18）间隙配合，并与标准试件夹具支撑架Ⅰ（19）连接；拉压力传感器（28）分别与力传感器固定挡板（26）和标准试件夹具支撑架Ⅱ（24）通过力传感器紧固螺钉Ⅰ、Ⅱ（27、45）刚性连接，位移传感器（22）前端弹性探头的伸缩方向、力传感器（28）的受力方向与标准试件（2）在载荷作用下的伸缩方向相同；所述的装夹、连接及支撑单元包括标准试件夹具Ⅰ、Ⅱ（4、30）、夹具压板Ⅰ、Ⅱ（3、32）及标准试件（2），该标准试件（2）安装在与其尺寸一致的燕尾槽型标准试件夹具Ⅰ、Ⅱ（4、30）中，并由与标准试件夹具Ⅰ、Ⅱ（4、30）通过压板紧固螺钉（44）紧固连接的夹具压板Ⅰ、Ⅱ（3、32）压紧。