CN103512803B - 多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器 - Google Patents

多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器 Download PDF

Info

Publication number
CN103512803B
CN103512803B CN201310444251.4A CN201310444251A CN103512803B CN 103512803 B CN103512803 B CN 103512803B CN 201310444251 A CN201310444251 A CN 201310444251A CN 103512803 B CN103512803 B CN 103512803B
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
load
test
multiple physical
physical field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310444251.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103512803A (zh
Inventor
赵宏伟
任露泉
李建平
黄虎
张攀峰
胡晓利
程虹丙
方岱宁
马志超
庄庆伟
高景
董晓龙
唐可洪
张富
邹青
朱玉祥
董景石
范尊强
呼咏
尚涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin University
Original Assignee
Jilin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin University filed Critical Jilin University
Priority to CN201310444251.4A priority Critical patent/CN103512803B/zh
Publication of CN103512803A publication Critical patent/CN103512803A/zh
Priority to US15/024,119 priority patent/US10012576B2/en
Priority to PCT/CN2014/072805 priority patent/WO2015043137A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103512803B publication Critical patent/CN103512803B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G01N3/06—Special adaptations of indicating or recording means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G01N3/04—Chucks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/20—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady bending forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/22—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady torsional forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/26—Investigating twisting or coiling properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces

Abstract

本发明涉及一种多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器，在驱动/传动单元、“机-电-热-磁”多物理场耦合加载单元的基础之上，结合检测、控制单元与算法程序，可以实现“拉伸/压缩-低周疲劳-扭转-弯曲-压痕”多载荷模式、“机-电-热-磁”多物理场耦合条件下的材料微观力学性能测试。本发明在机械主体框架上集成了高景深3D显微成像组件、超声波探伤元件，能够动态监测在上述复杂机械载荷和多物理场耦合作用下材料的变形损伤机制、微观组织变化以及性能演变规律的。本发明中多载荷加载和多物理场耦合加载的结合可以较真实地模拟工件材料的真实工况，为接近服役条件下材料微观力学性能测试提供有效的手段和方法。

Description

多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器
技术领域
本发明涉及材料力学测试领域，特别涉及一种材料微观力学性能测试仪器，尤指一种多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器。可以对试件材料施加“拉伸/压缩-低周疲劳-扭转-弯曲-压痕”五种形式载荷中的单一载荷，也可以同时施加其中两种或两种以上的组合载荷，同时针对铁磁、热磁、半导体等功能材料可开展试件材料在温度场、电场和磁场与应力场多物理场耦合作用下的微观力学性能测试。结合原位观测模块该测试仪器可以对试件材料在复杂应力状态、多物理场耦合情况下的测试过程进行动态实时观测，将会为研究材料在多载荷多物理场条件下微观组织形貌、性能演变和宏观力学性能之间的内在联系以及裂纹的扩展规律提供有效地测试手段。
背景技术
人类社会发展的基础是制造业，其中材料的力学性能直接制约着制造业的高速发展，影响国防工程航空航天、工农业等领域的发展进步，影响着现在科学技术的进步；材料在拉伸、弯曲和疲劳等现实载荷作用下的力学性能更是直接关系到工农业生产安全、军事设备安全以及人类生命财产安全。近年来随着微机电系统（MEMS）及显微成像设备的快速发展，研究发现材料的微观结构变化将直接影响其宏观力学性能，因此开展材料基于微观结构变化的力学性能测试技术研究有着重要的意义。
传统的基于标准试样的常规拉伸、弯曲、扭转测试技术以及疲劳测试技术已经很成熟，基本上能满足材料强度和疲劳特性等宏观力学性能测试的需求。但其测试原理一般为离位测试，不能对测试过程中试件的微观组织形貌进行实时动态的观察，因此无法将材料微观组织变化的内在机理与材料宏观力学性能有效地结合起来综合表征材料的性能。特别地联系到材料的实际使用工况，材料及其制品在使用过程中往往受到非单一载荷形式的作用，如拉-弯组合、压-剪组合及拉-扭组合等多种载荷同时存在的情况，单一载荷形式的力学测试已经难以准确反映实际工况下材料及构件的受载形式，即无法对复合载荷作用下材料的力学性能做出准确的评价。例如从一些实验性研究考虑，材料在拉应力作用下往往使其发生临界断裂破坏的弯曲应力远小于其抗弯强度，在弯曲应力作用下其发生临界断裂破坏的拉应力远小于其抗拉强度。而现有研究中，复合载荷模式的加载一种主要是通过将被测试件与拉伸/压缩轴线互成角度的不规则装夹来实现。将驱动源输出的加载轴向力通过不同轴或不等高的拉伸/压缩装夹方式，使材料内部出现拉弯组合或压剪组合等复合载荷测试形式。另一种是借助于结构复杂、造价昂贵的多功能材料试验机来施加复合载荷。但其一般复合的形式比较单一，两种或多种载荷模式无法独立加载或依次加载，无法就材料及其制品在复合载荷作用下的力学性能及变性损伤机制做出准确评价，严重限制了材料试验机的普及应用。
与此同时伴随着材料科学、生产加工工艺技术方面的革新，各类新型功能材料层出不穷，原有传统材料的性能也有了进一步的提升，其使用范围也在日益扩大，因而对材料性能的检验方面也提出了更高的要求。上世纪80年代之前，材料试验机的使用仅局限于金属材料等少数领域。而如今，材料试验机的使用范围已不再只局限于金属材料等领域，它已经扩展到了所有的行业。特别是一些新型的铁-电/铁-磁、热-磁和半导体材料的大规模使用，使得材料在力-电-热-磁等多种物理场作用下的力学性能更加突出。而现有商业化的试验机很少能满足上述多场耦合下材料性能测试过程的模拟与检测，因此开发一种能够基于多种物理场耦合环境下的材料性能测试试验机成为新型材料试验机的发展趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器，解决了现有材料试验机施加载荷单一、不考虑应力场与温度场、磁场等外加物理场的耦合作用、不能进行原位测试等缺陷，本发明可以实现“拉伸/压缩-低周疲劳-扭转-弯曲-压痕”五种形式载荷的加载、结合外加温度场、电场、磁场，可以进一步研究材料在“机-电-热-磁”多载荷多物理场耦合条件下的微观力学性能。其中多载荷模块中五种形式的载荷（除弯曲和压痕不能并存外）既可以单独加载，也可以对其中两种或两种以上的载荷进行组合式加载，测试仪器整体布局中的弯曲模块、压痕模块和热磁加载模块采用互换式布置，既节省了布置空间也可最大限度的丰富试验机的测试范围。本发明同时考虑材料微观组织结构变化、性能演变与宏观力学性能之间的联系，集成了原位观测模块，通过其上的高景深3D显微成像组件、超声波探伤组件和拉曼光谱仪可以对试件材料在多载荷多物理场耦合条件下的测试过程进行动态实时地原位观测，为揭示材料在多载荷多物理场耦合条件下的力学性能、微观组织形貌与裂纹的扩展提供有效的研究手段。本发明从现实工况下的多载荷模式、机-电-热-磁多场耦合下材料微观力学性能的原理与方法出发，设计一种集“拉伸/压缩-低周疲劳-扭转-弯曲-压痕”多载荷在“机-电-热-磁”多场耦合作用下的材料力学性能原位测试试验机来满足现实材料测试领域的需求。本发明可为各类金属材料、半导体材料、功能材料的结构设计、装备制造、寿命预测和可靠性评估提供新方法，研究工作具有十分重要的科学意义，可望产生重大社会效益和经济效益。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器，包括框架支撑模块、拉/压-低周疲劳模块、扭转模块21、三点弯曲模块6、压痕模块33、热磁加载模块34、原位观测模块32和夹具体模块22，框架支撑模块为测试仪器提供整机的结构支撑，拉/压-低周疲劳模块布置在测试仪器上下两端，扭转模块21直接布置于拉/压-低周疲劳模块的前端，三点弯曲模块6、压痕模块33和热磁加载模块34通过公共替换部件布置于整个测试仪器的一侧支撑立柱之上，原位观测模块布置于另一侧的支撑立柱之上。夹具体模块连接于扭转模块的前段，完成对试件的装夹功能。该仪器整体采用四立柱垂直对称式布置，上下两端分别采用两个完全相同的伺服液压缸10和两个扭转模块21对处于中心位置的试件23材料进行对称式的拉伸/压缩测试和对称式的扭转测试，以保证拉伸/压缩和扭转过程中试件23材料的几何中心位置相对静止，以便于实施对测试过程中材料变形损伤等性能进行动态的原位监测；同时对称式机械结构布置可有效地抑制几何中心点（即试件中心）的共振振幅。可以实现“拉伸/压缩-低周疲劳-扭转-弯曲-压痕”五种形式载荷的加载、结合内嵌的电、热、磁加载模块和原位观测模块，可以深入研究样品材料在多载荷模式、多物理场耦合条件下的微观力学性能，获取其变形行为、损伤机制以及性能弱化与载荷作用和材料性能间的相关规律；
所述拉/压-低周疲劳模块包括伺服液压缸10和液压缸固定套筒13等连接组件；所述扭转模块21包括扭转伺服电机44、蜗轮蜗杆减速箱和滚珠花键47等关键件组成；所述三点弯曲模块6包括弯曲伺服电机54、滚珠丝杠60、丝杠螺母61传动组件、压头64以及导轨滑块组件Ⅰ、Ⅱ71、72等；所述压痕模块33包括压痕伺服电机75、丝杠螺母组件89、压电陶瓷93、柔性铰链81、力传感器84、电容式位移传感器83、金刚石压头87和一些连接支撑部件；所述夹具体模块22包括夹具97、夹具挡片98、夹具体99、拉扭力传感器100、连接体101和下连接胀紧套102。
所述的仪器在“机、电、热、磁” 多载荷多物理场加载的框架支撑模块上设置原位观测模块，所述原位观测模块包含材料性能测试表征仪器，所述材料性能测试表征仪器为高景深3D成像显微组件、超声波探伤元件，能够动态监控在上述复杂机械载荷和多物理场耦合作用的整个过程中材料的变性损伤机制、微观组织变化以及性能演变规律。
所述的三点弯曲模块6、压痕模块33、热磁加载模块34分别通过公共安装替换部件——固定支撑板5实现互换式布置，在保证多载荷多物理场耦合加载的同时，既节省了布局空间也最大限度的丰富了仪器的测试范围；仪器整体结构简化、布局紧凑。所述压痕模块33创新性地通过公共安装替换部件固定支撑板5集成在框架支撑模块上，可以对试件材料进行各种复杂应力场和物理场耦合状态下的压痕实验。
所述的扭转模块21采用蜗轮蜗杆减速机构配合滚珠花键将轴向拉伸/压缩运动与扭转运动独立，使拉/压-低周疲劳模块和扭转模块21相互独立、互不干扰。
所述的三点弯曲模块6通过弯曲底板70下安装的一层导轨滑块组件Ⅰ71，使得上层三点弯曲模块可相对于底板支撑板74整体浮动，实现内力型三点弯曲。
所述的三点弯曲模块6中的两个反向支撑头65固连于支撑头后座66，并通过末端的尾部旋转轴67安装于滑动轴承68之内，以保证在弯曲过程中两个后端支撑头65自适应的调整一定的角度，解决由于装配、夹持不对中带来的试件23材料无法同时接触支撑头65的问题。
所述的压痕模块33采用手动平移台95调节电容式位移传感器83的探头与反射板85初始间距。
所述的夹具体模块22采用胀紧套对测试试件进行装夹。
所述的热磁加载模块34采用永磁体104提供磁场，通过调节螺杆105调节永磁体104与软铁106形成的磁回路的相对位置来实现不同磁场强度的加载；结构紧凑，可在较小的空间内实现较大幅度磁场强度的调节。
本发明基于“机-电-热-磁”多载荷多物理场耦合原理，机械加载部分可实现“拉伸/压缩-低周疲劳-扭转-弯曲-压痕”五种形式载荷的施加，采用试件直接通电的方式施加电场，采用永磁体直接回路法施加磁场，采用半导体制冷和光照辐射相结合的方式实现温度场的施加；该多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器可根据实际要求高效地将四种外加场进行组合，完成多载荷多物理场响应下的测试要求。电场加载采用直接电流方式。在测试的过程中通过外部直流电源直接通过两个电极给试件施加稳定的直流电压，在导电试件的内部就会形成稳定的电场。通过调节外加电压的大小调节内部电场的大小。
所述的热磁加载模块34采用半导体帕尔贴片107对试件材料进行制冷，将帕尔贴片107通以规定方向的直流电，由于帕尔贴效应会使制冷一侧吸收大量的热量，使得试件的温度降低达到制冷的效果。
所述的热磁加载模块34采用光照辐射的方法对试件进行加热；通过两根对称的发光体108发出红外光，光线经两个弧形反射面反射后聚焦于试件中心一点，使该区域温度迅速提升，经过一段时间的内部热量传导整个试件会达到测试要求的温度。特别地该热磁加载模块34中设置循环水冷却系统109，以保证热磁模块34内部稳定的温度场不受外界温度的影响。
本发明的有益效果在于：在结构上进行了集成性与创新性的设计，结构紧凑、功能齐全，可以对试样施加“拉伸/压缩-低周疲劳-扭转-弯曲-压痕”五种不同形式的载荷，其中五种载荷既可以单独加载，也可对其中的两种或两种以上的载荷组合加载，可以更加真实地模拟材料构件在现实中的真实工况。针对铁磁、热磁、半导体等功能性材料，本发明可以开展材料在多载荷模式下在外加物理场中的力学测试实验，进而为功能材料在多物理场下的性能参数提供有效地测试手段。本发明在测试仪器的框架支撑模块中集成了原位观测模块，在对试件材料进行加载测试的过程中通过原位观测模块上集成的高景深3D成像组件、超声波探伤元件和拉曼光谱仪等成像组件，可以动态实时的对试样的微观组织形貌和裂纹扩展情况进行原位观测，对于研究材料的微观组织形貌和宏观力学性能之间的内在联系以及裂纹的扩展规律提供有有效地测试手段。本发明为各类固态材料研制、结构设计、装备制造、寿命预测和可靠性评估提供新方法。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明集成弯曲模块的整体主视图；
图2为本发明集成弯曲模块的整体俯视图；
图3为本发明集成压痕模块的整体示意图；
图4为本发明集成热磁加载模块的整体示意图；
图5为本发明扭转模块的主视图；
图6为本发明扭转模块的剖视图；
图7为本发明弯曲模块的剖视图；
图8为本发明压痕模块的主视图；
图9为本发明的压痕模块的剖视图；
图10为本发明的夹具体示意图；
图11为本发明的热磁加载模块视图。
图中：1、气浮隔振台；2螺钉Ⅰ；3、弹性垫圈Ⅰ；4、支撑立柱；5、固定支撑板；6、三点弯曲模块；7、上支撑板；8、连接套筒；9、胀紧套；10、伺服液压缸；11、螺钉Ⅱ；12、弹性垫圈Ⅱ；13液压缸固定套筒；14、螺钉Ⅲ；15、弹性垫圈Ⅲ；16、螺钉Ⅳ；17、弹性垫圈Ⅳ；18、垫片；19、螺钉Ⅴ；20、弹性垫圈Ⅴ；21、扭转模块；22、夹具体模块；23、试件；24、导向条；25、下套筒；26、上套筒；27、六角螺母；28、双头螺栓；29、调整垫片；30、螺钉Ⅵ；31、弹性垫圈Ⅵ；32、原位观测模块；33、压痕模块；34、热磁加载模块；35、蜗杆箱体；36、蜗杆端盖；37、调整垫片Ⅰ；38、滚动轴承Ⅰ；39、套筒Ⅰ；40、蜗杆轴；41、蜗杆；42、键Ⅰ；43、套筒Ⅱ；44、扭转伺服电机；45、调整垫片Ⅱ；46、滚动轴承Ⅱ；47、滚珠花键；48、蜗轮端盖Ⅰ；49、套筒Ⅱ；50、蜗轮；51、固定端盖；52、键Ⅱ；53蜗轮端盖Ⅱ；54、弯曲伺服电机；55、减速机；56、内六角螺钉；57、电机法兰；58、联轴器；59、EK支撑Ⅰ；60滚珠丝杠；61、丝杠螺母；62螺母连接件；63、弯曲力传感器；64、压头；65、支撑头；66、支撑头后座；67、尾部旋转轴；68、滑动轴承；69、挡板；70、弯曲底板；71、导轨滑块组件Ⅰ；72、导轨滑块组件Ⅱ；73、EK支撑座Ⅰ；74、底板支撑板；75、压痕伺服电机；76、法兰；77、底板一 ；78、底板二；79、位移传感器支架；80、手动台支架；81、柔性铰链；82、调节螺钉；83、电容式位移传感器；84、力传感器；85、反射板；86、压头套筒；87、金刚石压头；88、EK支撑Ⅱ；89丝杠螺母组件；90、丝杠螺母座；91、EF支撑座；92紧钉螺钉；93、压电陶瓷；94、预压垫片；95、手动平移台、96、LM导轨滑块；97、夹具；98、夹具挡片；99、夹具体；100、拉扭力传感器；101、连接体；102、下连接胀紧套；103、下支撑板；104、永磁体；105、调节螺杆；106、软铁；107、帕尔贴片；108、发光体；109、水冷却系统。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。
参见图1至图11所示，本发明的多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器，由框架支撑模块、拉/压-低周疲劳模块、扭转模块21、三点弯曲模块6、压痕模块33、热磁加载模块34、原位观测模块32和夹具体模块构成。框架支撑模块为测试仪器提供整机的结构支撑，拉/压-低周疲劳模块布置在测试仪器上下两端，扭转模块21直接布置于拉/压-低周疲劳模块的前端，三点弯曲模块6、压痕模块33和热磁加载模块34通过公共替换部件布置于整个测试仪器的一侧支撑立柱之上，原位观测模块布置于另一侧的支撑立柱之上。夹具体模块连接于扭转模块的前段，完成对试件的装夹功能。本发明整体结构采用四立柱垂直对称式布置，上线两端分别采用两个完全相同的伺服液压缸10和两个扭转模块21对中心试件23进行对称拉伸/压缩和对称扭转，可以保证在拉伸/压缩和扭转的过程中试件23的几何中心位置相对静止。
所述框架支撑模块主要由气浮隔振台1、上、下支撑板7、103和支撑立柱4组成。整个测试仪器主体安装于气浮隔振台1上可有效地避免外界振动对于测试过程所带来的影响。下支撑板103通过螺钉Ⅰ2、弹性垫圈Ⅰ3紧固于气浮隔振台1的安装台面上，四根空间完全对称的支撑立柱4安装于上、下支撑板7、103相对应的配合孔内，通过螺钉Ⅳ16、弹性垫圈Ⅳ17进行紧固。
所述拉/压-低周疲劳模块主要由伺服液压缸10和液压缸固定套筒13等连接件组成。伺服液压缸10通过安装法兰与液压缸固定套筒13通过轴孔之间的公差配合保证安装精度，采用螺钉Ⅱ11、弹性垫圈Ⅱ12进行紧固。液压缸固定套筒13通过螺钉Ⅲ14、弹性垫圈Ⅲ15刚性的固定到相应的上、下支撑板7、103上。其中垫片18用于调整上、下支撑板之间的垂直高度。
参见图5及图6所示，本发明的扭转模块21主要由扭转伺服电机44、蜗轮蜗杆减速箱和滚珠花键47等关键件组成。扭转伺服电机44的输出轴通过键Ⅰ42与蜗杆轴40相连。蜗杆41与蜗杆轴40通过键连接。套筒Ⅱ43用于固定滚动轴承外圈的轴向位置。所述的蜗杆轴40通过滚动轴承Ⅰ38支撑于蜗杆箱体35的安装孔内，套筒Ⅰ39用于限制蜗杆41的轴向位移。滚动轴承Ⅰ38的外圈通过蜗杆端盖36和调整垫片Ⅰ37进行限位。所述的滚珠花键47的外花键套通过套筒Ⅱ49和滚动轴承Ⅱ46支撑于蜗杆箱体35的安装孔内，通过蜗轮端盖Ⅰ、Ⅱ48、53的内凸缘和调整垫片Ⅱ45对滚动轴承进行限位。固定端盖51起过渡支撑和连接的作用。所述的蜗轮50通过键Ⅱ52与滚珠花键47的外花键套相连。所述的滚珠花键47的一轴端通过连接套筒8、胀紧套9与伺服液压缸10的液压杆相连，另一端通过胀紧套与夹具体模块22相连，整个扭转模块通过蜗杆箱体35上的安装孔用螺钉Ⅴ19、弹性垫圈Ⅴ20固定于上、下支撑板7、103上。
参见图1、图2及图7所示，本发明的三点弯曲模块主要由弯曲伺服电机54、滚珠丝杠60、丝杠螺母61传动组件、压头64以及导轨滑块组件Ⅰ、Ⅱ71、72等组成。所述的弯曲伺服电机54经由一级减速机55与电机法兰57用内六角螺钉56固连。减速机55的输出轴将动力经由联轴器58传递到滚珠丝杠60上，经丝杠螺母61的转化输出为弯曲压头64的直线运动。其中滚珠丝杠60采用EK支撑Ⅰ59单端悬臂布置，再经由EK支撑座Ⅰ73固定于弯曲底板70上。在弯曲测试的过程中，弯曲横向力由弯曲力传感器63采集，弯曲力传感器63安装于螺母连接件62与压头64之间，而螺母连接件62则通过导轨滑块组件Ⅱ 72进行导向，保证弯曲压头位移的直线性。特别地，本发明采用的三点弯曲为内力型三点弯曲，故在弯曲底板70的下层同样安装一层导轨滑块组件Ⅰ71，使得上层三点弯曲模块可相对于底板支撑板74整体浮动。相应地为了保证内力型弯曲，在压头64的右侧布置了两个支撑头65，支撑头65固连于支撑头后座66并通过末端的尾部旋转轴67安装于滑动轴承68之内，可以保证在弯曲过程中两个后端支撑头65自适应的调整一定的角度，避解决装夹不对中带来的试件23无法同时接触支撑头65的问题。挡板69连接于尾部旋转轴67的轴端，可防止尾部旋转轴67的脱落。所述的三点弯曲模块通过下端的底板支撑板74安装于公共安装替换部件固定支撑板5上，而固定支撑板5通过螺钉Ⅵ30、弹性垫圈Ⅵ31安装于下套筒25上，上、下套筒26、25整体经六角螺母27、双头螺栓28、调整垫片29紧固于后侧两根支撑立柱4之上。安装于固定支撑板5上的导向条24用于方便各模块之间互换时的安装与定位。
参见图3、图8及图9所示，本发明的压痕模块主要由压痕伺服电机75、丝杠螺母组件89、压电陶瓷93、柔性铰链81、力传感器84、电容式位移传感器83、金刚石压头87和一些连接支撑部件组成。所述压痕伺服电机75通过法兰76安装于底板一77上。底板二78通过LM导轨滑块96安装于底板一77上进行导向。所述位移传感器支架79通过手动平移台95安装于手动台支架80上。其中的手动平移台95用于调节电容式位移传感器83的探头与反射板85初始间距，调节螺钉82可用于夹紧位移传感器的探头。金刚石压头87通过压头套筒86安装于力传感器84的一端，力传感器的另一端通过外部安装螺栓连接到柔性铰连81上，紧钉螺钉92用于固定金刚石压头87。其中的压电陶瓷93安装于柔性铰连81相应的凹槽内，由预压垫片94进行预紧。压痕伺服电机75的输出动力经由丝杠螺母组件89转化为直线运动，通过丝杠螺母座90传递给柔性铰链81作为压痕时的粗调位移。压痕真实位移由压电陶瓷输出。所述的压痕模块中丝杠螺母组件89采用EK支撑Ⅱ88、EF支撑座91两端固定。压痕模块整体也通过底板支撑板74安装于公共安装替换部件固定支撑板5上。
参见图10所示，本发明的夹具体模块主要由夹具97、夹具挡片98、夹具体99、拉扭力传感器100、连接体101和下连接胀紧套102组成。其中下连接胀紧套102与扭转模块中的输出轴相连，对试件进行夹紧时通过调节夹具挡片98上的螺钉来提供胀紧力。
参见图4及图11所示，本发明所述的“机-电-热-磁”多物理场耦合加载，试验机的机械加载部分可实现“拉伸/压缩-低周疲劳-扭转-弯曲-压痕”五种形式载荷的施加，采用试件直接通电的方式施加电场，测试过程中通过外部直流电源直接通过两个电极给试件施加稳定的直流电压，在导电试件的内部就会形成稳定的电场。通过调节外加电压的大小调节内部电场的大小。所述的热场和磁场加载主要通过热磁加载模块34来实现。热磁加载模块中的磁加载采用永磁体104直接回路法施加磁场，通过调节螺杆105调节永磁体104与软铁106形成的磁回路的相对位置来实现不同磁场强度的加载。结构紧凑，可在较小的空间内实现较大幅度磁场强度的调节。温度场的实现则是通过半导体帕尔贴片107对试件进行制冷，将帕尔贴片107通以规定方向的直流电，帕尔贴片制冷一侧会吸收大量的热量，使得试件的温度降低达到制冷的效果；通过光照辐射的方法对试件进行加热。采用两根对称的发光体108发出红外光，光线经两个弧形反射面反射后聚焦于试件中心一点，使该区域温度迅速提升，经过一段时间的内部热量传导整个试件会达到测试要求的温度。特别地在该热磁加载模块34的整体框架中集成了循环水冷却系统109，可以保证热磁模块34内部稳定的温度场不受外界温度的影响。
所述的原位观测模块32同样安装于公共安装替换部件固定支撑板5上，采用同样的方法将上、下套筒安装于前侧的两根支撑立柱上。该原位观测平台具有较大的三维移动范围，并且每个移动方向上配备有主动隔震装置，可对试件上的观察点进行精确地跟随，有利于在实验过程中对试件的追踪。
本发明整个机械结构采用气浮隔振台1作为底座，可有效地降低外界振源对试验机的影响。其中的拉/压-低周疲劳模块采用两个高精度伺服液压缸10作为动力源，通过多通道伺服控制器控制进入伺服液压缸10的油量与油液方向可以精确地控制拉/压、低周疲劳过程中的位移。所述的扭转模块21采用伺服电机作为动力源，经由一级大减速比蜗轮蜗杆减速后通过滚珠花键将扭转角输出到与液压杆相连的滚珠花键轴上，带动液压杆和前端的夹具体模块整体进行扭转。所述的三点弯曲模块6由伺服电机提供动力源，经由滚珠丝杠螺母组件将其转化为弯曲压头的直线运动。所述的压痕模块33由伺服电机提供动力源，经由滚珠丝杠螺母组件将其转化为压痕过程中的粗调位移，压痕中的压入位移由压电陶瓷经柔性铰链输出。所述的热磁加载模块34中的磁加载采用永磁体直接回路法施加磁场，通过调节螺杆105调节永磁体104与软铁106形成的磁回路的相对位置来实现不同磁场强度的加载。结构紧凑，可在较小的空间内实现较大幅度磁场强度的调节。温度场的实现则是通过半导体帕尔贴片107对试件进行制冷，将帕尔贴片107通以规定方向的直流电，帕尔贴片107制冷一侧会吸收大量的热量，使得试件的温度降低达到制冷的效果；通过光照辐射的方法对试件进行加热。采用两根对称的发光体108发出红外光，光线经两个弧形反射面反射后聚焦于试件中心一点，使该区域温度迅速提升，经过一段时间的内部热量传导整个试件会达到测试要求的温度。特别地在该热磁加载模块34的整体框架中集成了循环水冷却系统109，可以保证热磁模块34内部稳定的温度场不受外界温度的影响。而电场的加载是通过外部直流电源直接通过两个电极给试件施加稳定的直流电压，在导电试件的内部就会形成稳定的电场。通过调节外加电压的大小调节内部电场的大小。所述的原位观测模块32作为集成性模块这里不再论述。
在具体的测试过程中，测试之前首先确定需要施加载荷的类型以及所施加外加场的类型，通过公共安装替换部件固定支撑板5安装相对应的压痕模块、三点弯曲模块或热磁加载模块。启动伺服液压缸10将夹具体调整到合适的位置上，将待测试的标准试件23插入对应的夹具当中，手动调节夹具挡片98上的夹紧螺钉，使其可靠地夹紧试件。通过上位机多路控制器控制各加载模块的加载过程，完成预定的试验要求。在测试的过程中通过多路采集控制卡，将各加载模块中获得的载荷数据、位移数据连同原位观测模块采集的图像信息一同送入到上位机调试软件中，通过相应的理论分析建立材料本构关系和相应的微观结构演变的数学模型，通过实验测试确定本构关系中材料性质相关的参数，推导各种常用物理参量的数学描述形式，同时动态的将材料的微观组织形貌显示在相应的成像屏幕上，完成整个基于多载荷多物理场的原位测试试验。
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器，其特征在于：包括框架支撑模块、拉/压-低周疲劳模块、扭转模块（21）、三点弯曲模块（6）、压痕模块（33）、热磁加载模块（34）、原位观测模块（32）和夹具体模块（22），所述框架支撑模块为测试仪器提供整机的结构支撑，拉/压-低周疲劳模块布置在测试仪器上下两端，扭转模块（21）直接布置于拉/压-低周疲劳模块的前端，三点弯曲模块（6）、压痕模块（33）和热磁加载模块（34）通过公共替换部件布置于整个测试仪器的一侧支撑立柱之上，原位观测模块布置于另一侧的支撑立柱之上；夹具体模块连接于扭转模块的前段，完成对试件的装夹功能；该仪器整体采用四立柱垂直对称式布置，上下两端分别采用两个完全相同的伺服液压缸（10）和两个扭转模块（21）对处于中心位置的试件（23）材料进行对称式的拉伸/压缩测试和对称式的扭转测试，以保证拉伸/压缩和扭转过程中试件（23）材料的几何中心位置相对静止，以便于实施对测试过程中材料变形损伤性能进行动态的原位监测；以实现“拉伸/压缩-低周疲劳-扭转-弯曲-压痕”五种形式载荷的加载、结合内嵌的电、热、磁加载模块和原位观测模块，以深入研究样品材料在多载荷模式、多物理场耦合条件下的微观力学性能，获取其变形行为、损伤机制以及性能弱化与载荷作用和材料性能间的规律；
所述拉/压-低周疲劳模块由伺服液压缸（10）和液压缸固定套筒（13）组成，伺服液压缸（10）通过安装法兰及轴孔之间的公差，与液压缸固定套筒（13）配合保证安装精度，采用螺钉Ⅱ（11）、弹性垫圈Ⅱ（12）进行紧固；液压缸固定套筒（13）通过螺钉Ⅲ（14）、弹性垫圈Ⅲ（15）刚性的固定到上、下支撑板（7、103）上；所述拉/压-低周疲劳模块采用两个高精度伺服液压缸（10）作为动力源，通过多通道伺服控制器控制进入伺服液压缸（10）的油量与油液方向精确地控制拉/压、低周疲劳过程中的位移；
所述扭转模块（21）由扭转伺服电机（44）、蜗轮蜗杆减速箱和滚珠花键（47）组成，扭转伺服电机（44）的输出轴通过键Ⅰ（42）与蜗杆轴（40）相连，蜗杆（41）与蜗杆轴（40）通过键连接，套筒Ⅱ（43）用于固定滚动轴承外圈的轴向位置；所述蜗杆轴（40）通过滚动轴承Ⅰ（38）支撑于蜗杆箱体（35）的安装孔内；所述滚珠花键（47）的外花键套通过套筒Ⅱ（49）和滚动轴承Ⅱ（46）支撑于蜗杆箱体（35）的安装孔内；所述蜗轮（50）通过键Ⅱ（52）与滚珠花键（47）的外花键套相连；所述滚珠花键（47）的一轴端通过连接套筒（8）、胀紧套（9）与伺服液压缸（10）的液压杆相连，另一端通过胀紧套与夹具体模块（22）相连；所述扭转模块（21）采用伺服电机作为动力源，经由一级大减速比蜗轮蜗杆减速后通过滚珠花键将扭转角输出到与液压杆相连的滚珠花键轴上，带动液压杆和前端的夹具体模块整体进行扭转。
2.根据权利要求1所述的多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器，其特征在于：所述的三点弯曲模块（6）包括弯曲伺服电机（54）、滚珠丝杠（60）、丝杠螺母（61）传动组件、压头（64）以及导轨滑块组件Ⅰ、Ⅱ（71、72），弯曲伺服电机（54）经由一级减速机（55）与电机法兰（57）固连，减速机（55）的输出轴将动力经由联轴器（58）传递到滚珠丝杠（60）上，经丝杠螺母（61）的转化输出为弯曲压头（64）的直线运动；所述轨滑块组件Ⅰ（71）与弯曲底板（70）连接，使三点弯曲模块（6）相对于底板支撑板（74）整体浮动，实现内力型三点弯曲；所述导轨滑块组件Ⅱ（72）对螺母连接件（62）进行导向，保证弯曲压头位移的直线性；
所述压痕模块（33）包括压痕伺服电机（75）、丝杠螺母组件（89）、压电陶瓷（93）、柔性铰链（81）、力传感器（84）、电容式位移传感器（83）、金刚石压头（87），所述压痕伺服电机（75）通过法兰（76）安装于底板一（77）上，底板二（78）通过LM导轨滑块（96）安装于底板一（77）上进行导向，位移传感器支架（79）通过手动平移台（95）安装于手动台支架（80）上，手动台支架（80）与底板二（78）固定，手动平移台（95）用于调节电容式位移传感器（83）的探头与反射板（85）初始间距，调节螺钉（82）夹紧位移传感器的探头，反射板（85）安装在压头套筒（86）上，电容式位移传感器（83）放置于位移传感器支架（79）前端的凹槽里，调节螺钉（82）用来夹紧电容式位移传感器（83），底板二（78）与手动平移台（95）固定连接；金刚石压头（87）通过压头套筒（86）安装于力传感器（84）的一端，力传感器的另一端通过外部安装螺栓连接到柔性铰链（81）上，紧钉螺钉（92）用于固定金刚石压头（87）；压电陶瓷（93）安装于柔性铰链（81）的凹槽内，由预压垫片（94）进行预紧，柔性铰链（81）与底板二（78）连接；压痕伺服电机（75）的输出动力经由丝杠螺母组件（89）转化为直线运动，通过丝杠螺母座（90）传递给柔性铰链（81）作为压痕时的粗调位移，压痕真实位移由压电陶瓷输出；丝杠螺母组件（89）采用EK支撑Ⅱ（88）、EF支撑座（91）两端固定；压痕模块整体也通过底板支撑板（74）安装于公共安装替换部件固定支撑板（5）上；
所述夹具体模块（22）包括夹具（97）、夹具挡片（98）、夹具体（99）、拉扭力传感器（100）、连接体（101）和下连接胀紧套（102），下连接胀紧套（102）与扭转模块中的输出轴相连，对试件进行夹紧时通过调节夹具挡片（98）上的螺钉来提供胀紧力。
3.根据权利要求1所述的多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器，其特征在于：所述的框架支撑模块上设置原位观测模块，所述原位观测模块包含材料性能测试表征仪器，所述材料性能测试表征仪器为高景深3D成像显微组件、超声波探伤元件，能够动态监控在复杂机械载荷和多物理场耦合作用的整个过程中材料的变性损伤机制、微观组织变化以及性能演变规律。
4.根据权利要求1所述的多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器，其特征在于：所述的三点弯曲模块（6）、压痕模块（33）、热磁加载模块（34）分别通过公共安装替换部件——固定支撑板（5）实现互换式布置，在保证多载荷多物理场耦合加载的同时，既节省了布局空间也最大限度的丰富了仪器的测试范围；所述压痕模块（33）通过公共安装替换部件固定支撑板（5）集成在框架支撑模块上，对试件材料进行各种复杂应力场和物理场耦合状态下的压痕实验。
5.根据权利要求1所述的多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器，其特征在于：所述的三点弯曲模块（6）通过弯曲底板（70）下安装的一层导轨滑块组件Ⅰ（71），使得上层三点弯曲模块相对于底板支撑板（74）整体浮动，实现内力型三点弯曲；所述三点弯曲模块（6）中的两个反向支撑头（65）固连于支撑头后座（66），并通过末端的尾部旋转轴（67）安装于滑动轴承（68）之内，以保证在弯曲过程中两个后端支撑头（65）自适应的调整角度，解决由于装配、夹持不对中带来的试件（23）材料无法同时接触支撑头（65）的问题；三点弯曲模块（6）由伺服电机提供动力源，经由滚珠丝杠螺母组件将其转化为弯曲压头的直线运动。
6.根据权利要求1所述的多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器，其特征在于：所述的夹具体模块（22）采用胀紧套对测试试件进行装夹。
7.根据权利要求1所述的多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器，其特征在于：所述的热磁加载模块（34）采用永磁体（104）提供磁场，通过调节螺杆（105）调节永磁体（104）与软铁（106）形成的磁回路的相对位置来实现不同磁场强度的加载。
8.根据权利要求1所述的多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器，其特征在于：所述的热磁加载模块（34）采用半导体帕尔贴片（107）对试件材料进行制冷，将帕尔贴片（107）通以规定方向的直流电，由于帕尔贴效应会使制冷一侧吸收大量的热量，使得试件的温度降低达到制冷的效果。
9.根据权利要求1所述的多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器，其特征在于：所述的热磁加载模块（34）采用光照辐射对试件进行加热；通过两根对称的发光体（108）发出红外光，光线经两个弧形反射面反射后聚焦于试件中心一点，该热磁加载模块（34）中设置循环水冷却系统（109），保证热磁模块（34）内温度场不受外界温度的影响。
CN201310444251.4A 2013-09-26 2013-09-26 多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器 Active CN103512803B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310444251.4A CN103512803B (zh) 2013-09-26 2013-09-26 多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器
US15/024,119 US10012576B2 (en) 2013-09-26 2014-03-03 In-situ testing equipment for testing micromechanical properties of material in multi-load and multi-physical field coupled condition
PCT/CN2014/072805 WO2015043137A1 (zh) 2013-09-26 2014-03-03 多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310444251.4A CN103512803B (zh) 2013-09-26 2013-09-26 多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103512803A CN103512803A (zh) 2014-01-15
CN103512803B true CN103512803B (zh) 2016-08-17

Family

ID=49895874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310444251.4A Active CN103512803B (zh) 2013-09-26 2013-09-26 多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10012576B2 (zh)
CN (1) CN103512803B (zh)
WO (1) WO2015043137A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109239273A (zh) * 2018-09-26 2019-01-18 北京理工大学 力-磁-热多场耦合环境下磁致材料的动态响应测试平台

Families Citing this family (148)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103868790B (zh) * 2014-02-18 2016-05-25 北京工业大学 微/纳米纤维拉伸扭转实验方法
CN103915021B (zh) * 2014-04-09 2016-04-27 武汉理工大学 便携式多功能材料力学教具
CN103913373B (zh) * 2014-04-14 2016-08-17 吉林大学 可用于多物理场耦合条件下的拉扭复合夹具
CN103994936B (zh) * 2014-06-03 2016-08-17 北京科技大学 一种节约能源的卧式高吨位疲劳实验装置
CN104101539A (zh) * 2014-07-17 2014-10-15 沈阳兴鑫科技有限公司 液压式双向拉伸试验机
CN104913981B (zh) * 2015-05-12 2017-07-14 吉林大学 高温原位拉伸‑疲劳测试系统及其测试方法
CN104897460B (zh) * 2015-05-19 2018-06-01 吉林大学 多载荷耦合加载的试件夹具及其多物理场耦合加载方法
US9449320B1 (en) * 2015-06-08 2016-09-20 Vantiv, Llc Closed-loop testing of integrated circuit card payment terminals
CN105158057B (zh) * 2015-07-17 2017-05-24 吉林大学 多场耦合下原位三轴拉伸疲劳测试装置及方法
CN105223076B (zh) * 2015-07-17 2018-04-13 吉林大学 多载荷多物理场耦合服役条件下材料原位测试装置及方法
CN105154331B (zh) * 2015-09-28 2017-11-03 苏州大学 细胞拉压设备
CN105628487B (zh) * 2015-12-23 2018-08-10 吉林大学 复合载荷模式力电热磁耦合材料性能原位测试仪器与方法
CN105628488A (zh) * 2015-12-24 2016-06-01 中山大学 一种适用于多环境真空测试设备的力学加载装置
CN105466778B (zh) * 2015-12-26 2019-09-27 中山大学 一种适用于多环境真空测试的设备
WO2017122080A1 (en) * 2016-01-12 2017-07-20 Candu Energy Inc. Torsional testing apparatus and method
CN105758740B (zh) * 2016-04-06 2018-04-17 吉林大学 可控磁场强度的小型扭转疲劳材料力学性能原位测试仪
US10942100B2 (en) * 2016-04-12 2021-03-09 Sealed Air Corporation (Us) Fixed displacement hydraulic actuator disconnect
CN105973690B (zh) * 2016-04-28 2018-07-17 西安交通大学 一种多场耦合环境模拟及在线监测/观测系统
DE102016213425A1 (de) * 2016-07-22 2018-01-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Spindeltrieb
CN106501098B (zh) * 2016-10-18 2018-11-30 四川大学 多轴载荷超声扭转疲劳试验装置
US11143579B2 (en) * 2016-11-09 2021-10-12 Ohio State Innovation Foundation Bending apparatus for material testing and micro-CT imaging
CN106383059A (zh) * 2016-11-18 2017-02-08 盐城工学院 原位扭转测试平台及其观测系统
CN106644715B (zh) * 2016-11-30 2023-06-27 浙江工业大学 一种便携式划入测试系统
CN106525591B (zh) * 2016-11-30 2023-09-12 西南交通大学 基于旋转弯曲疲劳的材料损伤容限检测装置及检测方法
CN106442124B (zh) * 2016-11-30 2023-07-18 华南理工大学 电-热耦合场中的形状记忆合金材料疲劳性能测试系统
CN106526241B (zh) * 2016-12-20 2019-08-06 高邮市新浪爱拓化工机械设备有限公司 基于扫描电镜的原位加载装置
CN106526240B (zh) * 2016-12-20 2019-04-30 济南大学 一种基于扫描电镜的原位加载装置
CN106680084B (zh) * 2016-12-28 2019-01-18 华中科技大学 一种柔性电子抗拉伸与抗挠曲性能测试系统
CN106706432A (zh) * 2016-12-28 2017-05-24 宁波市鄞州磁泰电子科技有限公司 液压拉伸机
CN106840878A (zh) * 2017-01-23 2017-06-13 重庆科技学院 基于电磁加载测量土体固结变形的装置
CN107036888B (zh) * 2017-03-03 2019-08-20 西南交通大学 模拟多环境的同步辐射原位成像拉伸试验机及其试验方法
CN108572106B (zh) * 2017-03-07 2020-07-10 香港城市大学深圳研究院 用于微纳样品的原位复合加载与测量装置
CN106885746B (zh) * 2017-03-26 2023-05-30 天津大学 一种用于橡胶疲劳性能测试的宽频响大行程实验装置
CN108871968B (zh) * 2017-05-11 2024-01-26 中国矿业大学(北京) 一种压裂过程应力冻结实验装置
CN106969972A (zh) * 2017-05-22 2017-07-21 中国石油大学(北京) 一种用于环境扫描电镜的材料双轴压缩加载装置
CN107192610B (zh) * 2017-06-30 2023-08-25 西南交通大学 拉伸试验机的夹具
CN107091776B (zh) * 2017-07-06 2023-07-18 中国科学院武汉岩土力学研究所 扭剪试验工装机
CN107356385B (zh) * 2017-08-23 2023-05-23 大连理工大学 一种新型的海洋柔性管道拉弯及压弯组合实验装置
CN107340190B (zh) * 2017-08-24 2023-05-05 吉林大学 用于高频疲劳试验的多级静动态耦合力学加载装置
CN107621605B (zh) * 2017-09-30 2024-02-20 尼得科凯宇汽车电器(江苏)有限公司 电机疲劳测试简易装置
CN107607410A (zh) * 2017-10-18 2018-01-19 吉林大学 便携式变温原位拉压测试装置
CN107703006A (zh) * 2017-11-14 2018-02-16 吉林大学 拉伸预载荷下动态扭转疲劳力学性能测试装置
CN107991198A (zh) * 2017-12-21 2018-05-04 吉林大学 拉弯扭三向复合引伸计
CN108414378B (zh) * 2017-12-29 2020-11-24 南方科技大学 生物组织的力学性能的检测系统及方法
CN108169029B (zh) * 2018-01-26 2024-01-26 吉林大学 机电热耦合应力腐蚀原位疲劳性能试验装置
CN108072581B (zh) * 2018-01-31 2023-09-15 吉林大学 高/低温-电磁场复合条件加载的纳米压痕测试仪器
CN108287115B (zh) * 2018-02-13 2023-06-23 大连理工大学 非粘结管缆铠装层预应力对弯曲性能影响的测试方法和装置
CN108344650B (zh) * 2018-03-06 2023-09-08 吉林大学 用于生物材料冲击力学性能测试的电磁式实验装置
CN209690087U (zh) * 2018-03-12 2019-11-26 西南交通大学 一种基于同步辐射的扭转微动疲劳试验设备
US10598567B1 (en) * 2018-03-15 2020-03-24 Dalian University Of Technology Multi-bolt loosening test machine for flange with tension, bending and torsion compound loading
WO2019173994A1 (zh) * 2018-03-15 2019-09-19 大连理工大学 一种法兰盘拉弯复合加载多螺栓松脱试验机
CN108152147B (zh) * 2018-03-16 2023-09-05 华北理工大学 岩石试样扭裂破坏实验装置及模拟岩石试样扭裂破坏方法
CN108709793B (zh) * 2018-05-16 2022-02-18 南昌航空大学 用于弯扭振动疲劳试验的加载装置及其方法
CN108562505A (zh) * 2018-05-25 2018-09-21 吉林大学 复合载荷与高温-氛围下的材料高频疲劳试验装置及方法
CN108562429A (zh) * 2018-05-31 2018-09-21 西南交通大学 基于旋转弯曲的过盈配合部件疲劳试验装置及试验方法
CN108982212B (zh) * 2018-06-05 2020-07-31 东北大学 一种复合材料轴拉压、弯曲、扭转、振动综合性能测试平台
CN108871984A (zh) * 2018-06-08 2018-11-23 清华大学 基于载荷和变形场测量的压痕实验装置及方法
CN108717026A (zh) * 2018-06-19 2018-10-30 北京航空航天大学 一种考虑温度梯度的小型压电陶瓷驱动原位疲劳试验机
CN109030189A (zh) * 2018-07-13 2018-12-18 山西省机电设计研究院 V型夹头万能液压材料试验机水平夹具
CN109030253B (zh) * 2018-08-02 2020-08-28 太原理工大学 圆钢管超低周疲劳试验装置及塑性变形采集方法
CN109238897B (zh) * 2018-08-02 2020-12-22 哈尔滨工程大学 一种用于压力舱中的金刚石串珠摩擦试验台
CN108919111B (zh) * 2018-08-20 2024-03-22 浙江皇冠电动工具制造有限公司 一种适用于多品类电动工具开关防尘的测试装置
CN109357962B (zh) * 2018-12-11 2021-02-05 中国民航大学 一种小载荷弯曲疲劳测试装置及方法
CN109781760A (zh) * 2018-12-27 2019-05-21 西安交通大学 一种基于sem电镜的微型多功用原位试验台
CN109781757A (zh) * 2018-12-27 2019-05-21 西安交通大学 一种基于sem电镜的微型热力耦合原位加载台
CN109490079A (zh) * 2019-01-03 2019-03-19 中铁工程服务有限公司 一种钢筋性能检测装置
CN109655333B (zh) * 2019-02-25 2020-05-22 北京航空航天大学 一种平板试件拉伸-弯曲复合疲劳试验夹具
CN109765024B (zh) * 2019-02-26 2020-01-31 西南交通大学 一种多功能振动接触试验机
CN109883847B (zh) * 2019-03-20 2023-09-26 西南交通大学 基于x射线成像的大载荷高频率原位拉伸和疲劳试验机
CN110044751A (zh) * 2019-04-15 2019-07-23 吉林大学 变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器
CN110196009B (zh) * 2019-06-21 2024-03-12 桂林电子科技大学 一种线路板焊点弯扭应力位移测量及定位辅助装置
CN110260771A (zh) * 2019-06-24 2019-09-20 浙江工业大学 适用于便携式压入仪的非接触式位移传感器的安装夹具
CN110228767B (zh) * 2019-06-26 2023-09-22 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种激波风洞模型地面支撑装置
CN110243524B (zh) * 2019-07-15 2024-04-05 西南交通大学 一种大推力超导直线电机的三轴力性能测试装置
CN110346391B (zh) * 2019-07-27 2024-04-05 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种用于中子衍射测量的多维应力加载实验装置
CN110411872A (zh) * 2019-07-29 2019-11-05 杭州嘉振超声波科技有限公司 超声波疲劳试验机
CN110595896A (zh) * 2019-08-07 2019-12-20 安徽延达智能科技有限公司 一种升降式多功能检测单元
CN110487648B (zh) * 2019-08-12 2022-03-01 佛山市德信致远陶瓷有限公司 一种用于陶瓷砖品质的高精度检测设备及其使用方法
CN110376097A (zh) * 2019-08-13 2019-10-25 北京大学口腔医学院 多功能口腔材料试验机
CN110411846A (zh) * 2019-09-03 2019-11-05 山东特检科技有限公司 一种便携式材料性能压入试验测试仪
CN110441163B (zh) * 2019-09-12 2022-05-24 吉林大学 高温超声疲劳原位测试仪器及测试方法
CN110579404B (zh) * 2019-09-12 2021-10-15 吉林大学 高温复杂机械载荷下材料力学性能原位测试仪器与方法
CN110736681B (zh) * 2019-09-25 2021-11-09 杭州电子科技大学 温控条件下多角度变狭缝间液滴行为演变检测方法及装置
CN112730098A (zh) * 2019-10-28 2021-04-30 核工业西南物理研究院 一种小样品三点弯曲测试用夹具
CN111079231A (zh) * 2019-11-13 2020-04-28 合肥工业大学 一种直线超声波电机多物理场综合设计方法
CN110715862A (zh) * 2019-11-13 2020-01-21 吉林大学 拉扭复合-力热耦合工况下材料力学性能测试仪器与方法
CN110927640A (zh) * 2019-12-05 2020-03-27 吉林大学 静动态力-磁耦合材料性能测试仪器
CN110926977B (zh) * 2019-12-11 2021-06-29 西南交通大学 具有水平滑动功能的竖向加载装置
CN110895222A (zh) * 2019-12-12 2020-03-20 大连理工大学 一种海洋管缆弯曲限制器拉弯组合力学实验装置
CN111141619A (zh) * 2019-12-24 2020-05-12 长春因赛图精密仪器设备有限公司 高低温交变下材料力学性能原位测试仪
CN111208007B (zh) * 2020-01-20 2022-06-03 通标标准技术服务有限公司 纺织材料力学性能检测方法
CN111238957B (zh) * 2020-04-08 2021-01-08 黄河科技学院 Al基二元金属间化合物热力学性能实验装置
CN111579360B (zh) * 2020-05-21 2023-06-30 钢研纳克检测技术股份有限公司 一种高通量小试样拉、压、弯测试系统及方法
CN111721625B (zh) * 2020-06-05 2022-12-09 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 一种高速拉伸试样对中装置和方法
CN111610097B (zh) * 2020-06-11 2022-02-08 四川大学 高分子材料四向或双向拉伸试验设备
CN111707541B (zh) * 2020-06-24 2023-06-02 扬州大学 混凝土单轴受拉持荷和测试装置及其使用方法
CN111650056A (zh) * 2020-07-08 2020-09-11 黄山学院 一种能在不同温度下测试材料拉伸扭转性能的设备
CN112284927B (zh) * 2020-09-30 2022-02-01 中国科学院武汉岩土力学研究所 多方向岩石往复剪切-温度耦合及声学测试系统
CN112229352B (zh) * 2020-10-10 2023-09-26 中国烟草总公司郑州烟草研究院 异形连续曲面技术参数快速检测装置
CN112229614B (zh) * 2020-10-16 2023-06-20 中国航发沈阳发动机研究所 一种轴类零件扭转疲劳试验装置
CN112393988A (zh) * 2020-11-03 2021-02-23 太原科技大学 一种可用于薄带张力弯曲实验的新型装置
CN112432747B (zh) * 2020-11-17 2023-05-02 四川航天中天动力装备有限责任公司 一种用于发动机波形弹簧疲劳性能测试的测试装置及方法
CN112549076A (zh) * 2020-11-26 2021-03-26 北京工业大学 机器人关节综合性能测试试验台
CN112697321B (zh) * 2020-12-04 2022-06-14 上海航天控制技术研究所 伺服机构用可调节单向压力测试装置
CN112706954B (zh) * 2020-12-04 2023-01-24 上海航天设备制造总厂有限公司 对接锁钩低温载荷性能测试方法及装置、对接锁钩
CN112504866A (zh) * 2020-12-07 2021-03-16 南昌航空大学 一种用于航空超高温试验的装置
CN112630029B (zh) * 2020-12-15 2024-01-19 陕西航天技术应用研究院有限公司 一种网状织物力学性能测试装置
CN112666024A (zh) * 2020-12-18 2021-04-16 南昌航空大学 一种基于振动物理场的卡箍弯曲测试装置
CN112881209B (zh) * 2021-01-18 2024-02-02 西北工业大学 疲劳裂纹原位观测设备和试验装置
CN112858052B (zh) * 2021-01-29 2022-05-03 北京工业大学 一种用于脉动式疲劳压缩试验机的拉伸疲劳试验装置
CN112964574B (zh) * 2021-02-08 2022-07-29 四川大学 圆柱岩心直剪试验机
CN112834350B (zh) * 2021-02-23 2021-09-17 深圳市科普瑞传感仪器有限公司 一种主轴数显拉力计
CN112985868B (zh) * 2021-03-23 2023-04-07 西北工业大学 一种机电作动器故障模拟实验装置
CN113237642A (zh) * 2021-04-09 2021-08-10 南京航空航天大学 一种双扭簧疲劳试验装置及其试验方法
CN113155619B (zh) * 2021-04-30 2022-06-07 吉林大学 扫描电镜下的准静态原位双轴拉伸力学性能测试装置
CN113533018B (zh) * 2021-05-13 2023-08-29 中国石油大学(华东) 材料力学综合实验平台
CN113447371B (zh) * 2021-06-10 2022-04-22 中南大学 一种点阵板材等效静力学扭转参数高精度测试方法
CN113418806B (zh) * 2021-06-17 2022-03-25 北京航空航天大学 一种电辅助拉压循环加载试验装置及其使用方法
CN113433410B (zh) * 2021-07-02 2022-10-25 国网山东省电力公司菏泽供电公司 一种多功能电力元器件检测装置
CN113702151B (zh) * 2021-07-14 2024-04-09 长沙理工大学 一种移动便携式自动化剪切仪
CN113787144A (zh) * 2021-08-31 2021-12-14 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 一种热弯成型夹具、试验机及数值仿真方法
CN113533053B (zh) * 2021-09-16 2021-11-19 南通恒鑫新材料有限公司 一种新材料抗拉强度检测设备
CN113959850B (zh) * 2021-09-17 2022-10-25 江苏顺隆鸿泰电力设备有限公司 一种钢结构材料的液压式试验机
CN113970483B (zh) * 2021-10-22 2023-03-24 吉林大学 一种拉弯与高压加载耦合原位xas测试装置及方法
CN114062140B (zh) * 2021-11-07 2023-08-18 中国兵器工业第五九研究所 一种针对压电薄膜的应力耦合试验装置
CN114279833B (zh) * 2021-12-03 2024-04-12 南京航空航天大学 一种电子辐照原位拉伸压缩实验装置和方法
CN114354410B (zh) * 2021-12-03 2024-04-02 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种金属弹性钢片疲劳测试设备及测试方法
CN114211308A (zh) * 2021-12-29 2022-03-22 南通加合机械科技有限公司 一种数控回转工作台性能测试装置
CN114527012B (zh) * 2022-03-04 2023-12-01 江西威尔高电子股份有限公司 一种fbc线路板的静态弯折力检测装置
CN114412879B (zh) * 2022-03-28 2022-06-14 徐州耐克盾机械制造有限公司 一种液压油缸疲劳性能试验测试设备及试验测试方法
CN114486558B (zh) * 2022-04-06 2022-07-15 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 一种面向预应力工件的受力测定方法及测力装置
CN114812186A (zh) * 2022-04-24 2022-07-29 重庆大学 一种用于高温疲劳试验的快速降温系统
CN114739815B (zh) * 2022-06-13 2022-09-02 成都理工大学 一种多功能岩石力学特性测试仪
CN114839084B (zh) * 2022-07-04 2022-09-02 烟台华虹建筑科技有限公司 建筑工程材料抗弯折检测设备
CN115265869A (zh) * 2022-07-27 2022-11-01 深圳特斯麦特仪器设备有限公司 一种一体式扭转拉力试验机
CN115326573A (zh) * 2022-10-10 2022-11-11 徐州远方药食同源健康产业研究院有限公司 一种生物基材料的抗拉试验装置
CN115372151B (zh) * 2022-10-24 2023-01-31 中国中医科学院望京医院(中国中医科学院骨伤科研究所) 一种脊柱的加载系统及方法
CN115615829B (zh) * 2022-11-01 2023-08-15 华鑫新材料科技(江苏)有限公司 一种基于光纤钢丝的强度测试设备
CN115493925B (zh) * 2022-11-01 2024-04-09 安徽工业大学 桥梁吊索拉扭腐蚀疲劳耦合试验装置与试验方法
CN115950734B (zh) * 2023-02-09 2023-09-15 黑龙江省水利科学研究院 冻融循环条件下膨胀螺栓锚固力测试用的夹具及测试方法
CN116148705B (zh) * 2023-04-23 2023-07-04 北京旺达世嘉科技发展有限公司 一种电源模块的测试装置及方法
CN116625252B (zh) * 2023-07-17 2023-09-29 山东誉中新材料股份有限公司 一种五金件生产用孔距测量仪
CN116858660B (zh) * 2023-09-01 2023-12-29 徐州市检验检测中心 一种房屋钢结构连接强度检测装置
CN116952615B (zh) * 2023-09-18 2023-12-19 苏州猎奇智能设备有限公司 一种汽车尾翼多功能自动测试设备及测试方法
CN116929481B (zh) * 2023-09-18 2024-01-02 浙江蓝宝石仪表科技有限公司 一种用于地埋式流量计量装置及其监测方法
CN117168796B (zh) * 2023-10-26 2024-02-20 昆山玮硕恒基智能科技股份有限公司 转轴结构的扭力测试设备
CN117232992B (zh) * 2023-11-08 2024-01-26 昆明电缆集团昆电工电缆有限公司 一种可以调节应力的金属线弯曲次数试验装置
CN117288595B (zh) * 2023-11-27 2024-02-02 天津军泰承顺机械制造有限公司 一种销轴强度检测装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2079293U (zh) * 1990-07-13 1991-06-19 胡祥银 多功能材料试验机
US5913246A (en) * 1996-11-19 1999-06-15 Simonelli; Robert Joseph Mechanical stress test machine
CN1740769A (zh) * 2005-09-23 2006-03-01 东华大学 一种用于显微镜上的微测量方法、装置及用途
CN2874468Y (zh) * 2005-05-12 2007-02-28 孙仙山 多功能材料力学试验机
CN102384875A (zh) * 2011-11-09 2012-03-21 吉林大学 显微镜下拉压弯复合载荷模式材料力学性能测试装置
CN102680325A (zh) * 2012-05-17 2012-09-19 吉林大学 小型试样拉弯复合加载模式材料力学性能测试平台
CN203551383U (zh) * 2013-09-26 2014-04-16 吉林大学 多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2037529A (en) * 1932-08-11 1936-04-14 Us Rubber Co Plastometer
US2763149A (en) * 1953-11-23 1956-09-18 Roger A Long Hydraulic tensile testing apparatus for material
JPS5225449B1 (zh) * 1970-12-28 1977-07-07
JPH03181838A (ja) 1989-12-12 1991-08-07 Kawasaki Steel Corp 低温環境中の歪制御低サイクル疲労試験における亀裂発生検出方法
JPH04106452A (ja) 1990-08-28 1992-04-08 Matsushita Electric Works Ltd 複合負荷試験装置
US5315085A (en) * 1991-01-18 1994-05-24 Dynamic Systems Inc. Oven that exhibits both self-resistive and self-inductive heating
JPH08285753A (ja) * 1995-04-12 1996-11-01 Bridgestone Corp 粘弾性体の発熱疲労測定方法及びサーボ式フレクソメータ
US6718833B2 (en) * 2001-03-05 2004-04-13 Adtech Systems Research, Inc. Multiaxial high cycle fatigue test system
JP4479664B2 (ja) * 2006-01-24 2010-06-09 株式会社豊田中央研究所 多連式試験システム
US7543506B2 (en) * 2007-03-13 2009-06-09 Bridgestone Firestone North American Tire, Llc Electromagnetic rotation and stability apparatus
KR101223548B1 (ko) * 2007-04-19 2013-01-18 고쿠사이 게이소쿠키 가부시키가이샤 만능 시험 장치, 직동 액추에이터, 및 비틀림 시험 장치
US8209133B2 (en) * 2007-08-16 2012-06-26 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Rapid determination of fatigue failure based on temperature evolution
CN201392291Y (zh) * 2009-02-28 2010-01-27 孙仙山 具有拉扭和压扭功能的多功能材料力学试验机
CN202903617U (zh) 2012-10-29 2013-04-24 吉林大学 原位三点弯曲试验装置
CN103499483B (zh) 2013-09-26 2016-01-20 吉林大学 多载荷多物理场耦合材料微观性能原位测试试验机

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2079293U (zh) * 1990-07-13 1991-06-19 胡祥银 多功能材料试验机
US5913246A (en) * 1996-11-19 1999-06-15 Simonelli; Robert Joseph Mechanical stress test machine
CN2874468Y (zh) * 2005-05-12 2007-02-28 孙仙山 多功能材料力学试验机
CN1740769A (zh) * 2005-09-23 2006-03-01 东华大学 一种用于显微镜上的微测量方法、装置及用途
CN102384875A (zh) * 2011-11-09 2012-03-21 吉林大学 显微镜下拉压弯复合载荷模式材料力学性能测试装置
CN102680325A (zh) * 2012-05-17 2012-09-19 吉林大学 小型试样拉弯复合加载模式材料力学性能测试平台
CN203551383U (zh) * 2013-09-26 2014-04-16 吉林大学 多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109239273A (zh) * 2018-09-26 2019-01-18 北京理工大学 力-磁-热多场耦合环境下磁致材料的动态响应测试平台

Also Published As

Publication number Publication date
CN103512803A (zh) 2014-01-15
WO2015043137A1 (zh) 2015-04-02
US10012576B2 (en) 2018-07-03
US20160216182A1 (en) 2016-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103512803B (zh) 多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器
CN203551383U (zh) 多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试仪器
CN103353431B (zh) 基于拉压、疲劳复合载荷模式下的原位压痕力学测试装置
EP3396353B1 (en) Material property testing apparatus and method for in situ testing
CN103499483B (zh) 多载荷多物理场耦合材料微观性能原位测试试验机
CN107941624B (zh) 高温高频材料力学性能原位测试装置
CN103487315B (zh) 一种材料力学性能测试装置
CN103389243B (zh) 拉伸-弯曲-扭转多载荷下的材料微观力学性能测试平台
CN203337493U (zh) 基于拉压、疲劳复合载荷模式下的原位压痕力学测试装置
CN104266837B (zh) 基于电机伺服加载的滚珠丝杠性能测试试验台
CN203405477U (zh) 基于扫描电镜下微型原位力学测试仪
CN203405370U (zh) 拉伸-弯曲-扭转多载荷下的材料微观力学性能测试平台
WO2017012194A1 (zh) 多载荷多物理场耦合服役条件下材料原位测试装置及方法
CN108072572A (zh) 低温原位双轴拉伸力学性能测试装置
CN106990007B (zh) 材料残余应力与表面硬度关系测试方法及装置
CN108760548B (zh) 双行程混合驱动微纳米压痕/划痕测试装置
CN106769452A (zh) 拉伸疲劳‑四点弯曲疲劳原位力学测试装置及其测试方法
CN108344645A (zh) 一种高温弯曲试验挠度测量装置及测量方法
CN105158057A (zh) 多场耦合下原位三轴拉伸疲劳测试装置及方法
CN103499489B (zh) 一种跨尺度、多视角原位力学动态捕捉测试平台
CN102269675B (zh) 一种流体压力提供第三向应力的双向拉伸试验装置及其应用
CN111948077A (zh) 一种高温高压复合微动磨损试验装置
JP2011033380A (ja) 加力試験装置
CN208847614U (zh) 压电驱动式低温原位高频往复微动摩擦磨损试验平台
CN206488994U (zh) 拉伸疲劳‑四点弯曲疲劳原位力学测试装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant