[发明专利]一种测试约束条件下陶瓷材料力学性能的装置及方法

摘要

本发明公开了一种测试约束条件下陶瓷材料力学性能的装置及方法，属于材料力学性能测试领域。所述装置包括施力装置、约束装置和数据采集处理系统；其中施力装置包括交流电机、减速器、第一支撑架、第二支撑架、支撑板、轴承、联轴器、滚珠丝杠、移动螺母、传动平台、施力压头、工作平台、第一底座和第一压力传感器；约束装置包括第二底座、第一支撑板、第二支撑板、挡板B、加载组件一、加载组件二和第二压力传感器；约束装置的第二底座固定在施力装置的工作平台上，数据采集处理系统分别与第一压力传感器、第二压力传感器连接；所述装置利用刚性材料对陶瓷材料施加压应力，结构简单、灵活轻便，实现了陶瓷材料的力学性能测试。

主权项

一种测试约束条件下陶瓷材料力学性能的装置，其特征在于：所述装置包括：施力装置、约束装置和数据采集处理系统；其中，施力装置包括交流电机(1)、减速器(2)、第一支撑架(15)、第二支撑架(16)、支撑板(3)、轴承(5)、联轴器(6)、滚珠丝杠(7)、移动螺母(8)、传动平台(10)、施力压头(11)、工作平台(12)、第一底座(13)和第一压力传感器(14)；其中，第一底座(13)为矩形平台，支撑板(3)通过第一支撑架(15)和第二支撑架(16)与第一底座(13)固定连接，其中第一支撑架(15)对称支持支撑板(3)的两端，第二支撑架(16)支持支撑板(3)的中部；工作平台(12)两端开有通孔，第一支撑架(15)穿过工作平台(12)两端的通孔，将工作平台(12)限位在第一底座(13)和支撑板(3)之间，工作平台(12)可在垂直方向上运动；在工作平台(12)和第一底座(13)之间设有第一压力传感器(14)；第一压力传感器(14)上的弹性体与施力压头(11)的中轴线重合；交流电机(1)和减速器(2)固定在支撑板(3)顶部，交流电机(1)和减速器(2)之间通过转轴转动连接；减速器输出轴(4)上套有轴承，通过轴承支座将轴承(5)固定在第二支撑架(16)上；通过联轴器(6)，将减速器输出轴(4)的下端和滚珠丝杠(7)连接；在滚珠丝杠(7)上套有移动螺母(8)，移动螺母(8)与滚珠丝杠(7)通过螺纹配合，在第二支撑架(16)上开有沿竖直方向的滑道(9)，移动螺母(8)一侧与滑道(9)滑动配合，移动螺母(8)另一侧与传动平台(10)固连，通过移动螺母(8)带动传动平台(10)沿垂直方向上下移动；传动平台(10)底部与施力压头(11)固定连接；其中，减速器输出轴(4)和滚珠丝杠(7)的中轴线在同一条直线上；约束装置包括第二底座(17)、第一支撑板(25)、第二支撑板(26)、挡板B(24)、加载组件一、加载组件二和第二压力传感器；其中加载组件一包括把手A(18)、中空螺栓A(19)、固定板A(20)、弹簧A(21)、金属杆A(22)、挡板A(23)；加载组件二包括把手A’(32)、中空螺栓A’(31)、固定板A’(30)、弹簧A’(28)、金属杆A’(29)、挡板A’(27)；其中第二底座(17)为长方体结构，在第二底座(17)上表面沿中轴线方 向开有燕尾槽；在第二底座(17)中心位置两侧对称固定有第一支撑板(25)和第二支撑板(26)，第一支撑板(25)和第二支撑板(26)高度相等；在第一支撑板(25)左侧设有加载组件一，其中：固定板A(20)固定在底座最左端，中空螺栓A(19)水平穿过固定板A(20)，中空螺栓A(19)和固定板A(20)之间通过螺纹配合，把手A(18)固定在中空螺栓A(19)外侧；挡板A(23)位于第一支撑板(25)左侧，金属杆A(22)一端与挡板A(23)抵触连接，另一端套装在中空螺栓A(19)内部；弹簧A(21)套装在金属杆A(22)上，弹簧A(21)位于中空螺栓A(19)和挡板A(23)之间；第二支撑板(26)右侧设有加载组件二，以第二底座(17)中心为对称点，加载组件二与加载组件一对称位于第二底座(17)的左右两侧；在第一支撑板(25)和挡板A(23)之间设有挡板B(24)，其中挡板A(23)、挡板A’(27)、挡板B(24)的下部为燕尾形，与第二底座(17)上表面的燕尾槽滑动配合；第二压力传感器位于挡板A(23)和挡板B(24)之间；其中，约束装置的第二底座(17)固定在施力装置的工作平台(12)上，施力装置的施力压头(11)位于约束装置的第一支撑板(25)和第二支撑板(26)之间；数据采集处理系统分别与第一压力传感器(14)、第二压力传感器连接。