[发明专利]用于复合载荷材料力学性能测试的预紧式机械装夹机构

摘要

本发明涉及一种用于复合载荷材料力学性能测试的预紧式机械装夹机构，属于材料测试技术领域。利用楔形块的自锁性质，采用楔形块预紧方式，使试件夹持可靠，可同时满足拉伸、弯曲、扭转等多种加载方式的单独或复合作用时的夹持要求。通过氮化硅加热片与试件夹持端两侧接触进行热传导加热来改变试验温度。通过对试件通入可控电流实现电场加载。通过可控电磁铁实现对试件施加磁场环境。物理场和机械载荷的复合加载，使材料测试试验在更接近服役条件下进行。结构简单紧凑，操作方便，能同时提供较大的初始夹紧力和较高夹持稳定性，并在测试之前消除预紧力带来的原始压缩力，使测试结果更准确，具有很高的应用价值。

主权项

1.一种用于复合载荷材料力学性能测试的预紧式机械装夹机构，其特征在于：包括电场加载模块、温度场加载模块、磁场加载模块及一对构造相同的夹具，所述一对构造相同的夹具中的一个包括水冷连接法兰（1）、夹持部分、预紧部分，所述夹持部分、预紧部分和水冷连接法兰（1）通过仿形夹具体（5）连接到一起，水冷连接法兰（1）通过与仿形夹具体（5）和拉伸扭转复合传感器连接，水冷连接法兰（1）与拉伸扭转复合传感器之间通过云母片（14）隔离，并在接触拉伸扭转复合传感器的一端均匀涂上高温绝缘涂层；所述的夹持部分由仿形夹具体（5）、导向块（10）、导向块螺钉（11）、夹持楔形块（9）、轴Ⅰ（6）、轴Ⅱ（16）、张合拨片（7）、复位弹簧和垫片（8），所述仿形夹具体（5）中设置一对夹持楔形块（9），在夹持楔形块（9）上面与夹持楔形块边缘平行地设有矩形滑槽（901），矩形滑槽（901）沿着导向块（10）的凸起滑动，导向块（10）通过导向块螺钉（11）安装在仿形夹具体（5）内；张合拨片（7）通过轴Ⅰ（6）和轴Ⅱ（16）与仿形夹具体（5）连接，由张合拨片（7）、轴Ⅰ（6）、轴Ⅱ（16）组成的杠杆结构带动两个夹持楔形块（9）彼此分开，放入试件夹持端，松开张合拨片（7）后，通过放置在轴Ⅱ（16）上的复位弹簧使夹持楔形块（9）复位、夹紧试件；利用仿形夹具体（5）提供的反作用力，产生夹持力；所述的预紧部分包括支撑板（3）、支撑螺栓（2）、支撑轴套（4）、预紧螺栓（12）、预紧楔形块（15），所述支撑板（3）和支撑轴套（4）通过两个支撑螺栓（2）固定在仿形夹具体（5）上，构成预紧螺栓（12）的支撑，预紧螺栓（12）和支撑板（3）构成一个螺纹副，通过旋转预紧螺栓（12），带动安装在预紧螺栓（12）底端的预紧楔形块（15）上下移动，利用仿形夹具体（5）的反作用力对夹持楔形块（9）施加预紧力；所述的电场加载模块是：导向块（10）同时作为电极，导向块螺钉（11）采用铜质螺钉，两个夹具的导向块分别与可控电源的正极和负极相连，安装试件后构成闭合回路；所述的温度场加载模块是：两片氮化硅加热片（13）分别通过两个螺钉固定在夹持楔形块（9）上，与试件夹持端充分接触对试件进行传导加热；通过单独的加热控制电源进行加热温度设定和控制；水冷连接法兰（1）的冷却液通道（101）中持续通过冷却液；所述的磁场加载模块是：两个电磁铁垂直或平行于试件轴线方向放置。