[发明专利]可控磁场强度的小型扭转疲劳材料力学性能原位测试仪

摘要

本发明涉及一种可控磁场强度的小型扭转疲劳材料力学性能原位测试仪，属精密科学仪器领域。主要由精密驱动单元、传动单元、夹持单元、磁场加载单元、检测单元、支撑单元组成。其中精密驱动单元电机通过减速器及传动单元中的曲柄摇杆机构，带动夹持单元的旋转端以固定的角度往复旋转，实现扭矩疲劳载荷加载；通过改变曲柄摇杆机构中曲柄、连杆及摇杆杆长，实现扭转疲劳往复偏转角度的调整；通过改变磁场加载单元极头距离，实现磁场强度的调整。本测试仪整机采用卧式结构，简单紧凑，与光学显微镜兼容性好，可对试样进行原位实时观测，为揭示材料在不同磁场强度作用下的力学特性和疲劳损伤机制提供一种可靠的测试手段。

主权项

一种可控磁场强度的小型扭转疲劳材料力学性能原位测试仪，其特征在于：整体采用卧式结构，包括精密驱动单元、传动单元、夹持单元、磁场加载单元、检测单元；所述精密驱动单元通过电机支架（4）固定于底座（20）一侧，包含电机编码器（1）、盘式电机（2）、减速器（3），电机编码器（1）、减速器（3）分别与盘式电机（2）相连，为整机仪器提供动力；所述传动单元通过电机联轴器（5）与精密驱动单元相连，由支座（23）固定于底座（20）上，与盘式电机（2）同侧；所述夹持单元分为固定端夹持机构和旋转端夹持机构两部分，且分别通过夹具支座Ⅱ（15）、夹具支座Ⅰ（21）固定在底座（20）的两侧；所述磁场加载单元通过螺钉固定在底座（20）正中间；所述检测单元包含编码器（6）与扭矩传感器（17），编码器（6）通过支撑架（7）固定在支座（23）侧面，扭矩传感器（17）通过传感器支座（18）固定在底座（20）上远离盘式电机（2）的一侧；所述的传动单元包括传动轴（22）、圆盘Ⅰ（8）、圆盘Ⅱ（9）及销轴Ⅰ、Ⅱ（25、26），所述传动轴（22）通过一对轴承Ⅰ（24）安装于支座（23）上，传动轴（22）通过销轴Ⅰ（25）与圆盘Ⅰ（8）连接，圆盘Ⅰ（8）通过销轴Ⅱ（26）与圆盘Ⅱ（9）连接，构成曲柄摇杆机构；所述圆盘Ⅱ（9）通过其两侧的轴套Ⅰ（28）及卡簧在旋转端夹具（10）上得到轴向定位，并通过键与旋转端夹具（10）连接以传递扭矩；所述传动单元将电机联轴器（5）传递的整周回转运动，转换为圆盘Ⅱ（9）带动旋转端夹具（10）沿其轴线以固定角度往复旋转，从而实现电机单向运转时的扭转疲劳载荷的加载。