CN105891110B - 一种往复式倾斜冲击滑移测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种往复式倾斜冲击滑移测试仪，其特征在于，包括冲头、样品台、支撑板和摇杆，在往复运动的一个周期的时间内，当冲头未对样品台施压时，摇杆在固定机构的作用下保持与支撑板预先设定的相对位置关系；当冲头对样品台施压时，摇杆在该冲头的驱动下绕轴承转动；当冲头结束对样品台施压时，摇杆在固定机构的作用下绕轴承转动，使该摇杆恢复到与支撑板预先设定的相对位置关系实现复位，并保持直至冲头再次对样品台施压。该测试仪能够有效模拟材料工作条件下的受力状态，得到的失效薄膜材料其失效机制与实际工作状态下薄膜失效机制更加匹配，根据这些失效薄膜材料得出的薄膜结合性能结论也更加具有参考应用价值。

Description

一种往复式倾斜冲击滑移测试仪

技术领域

本发明属于材料结合性能测试技术领域，更具体地，涉及一种往复式倾斜冲击滑移测试仪，该测试仪尤其适用于评价硬质薄膜与基体结合性能。

背景技术

表面强化处理是机械制造中一种常用的工艺方法，其目的是在于使工件整个或部分表面获得较高的力学性能和物理性能，如硬度、耐磨性、耐疲劳性、导热性与抗蚀性等，并能增加美观。其中硬质薄膜涂层材料就是非常重要的表面强化处理的方法之一。但是目前影响硬质薄膜的使用寿命的最主要的因素是薄膜和基体材料的结合性能。由于薄膜的硬度、弹性模量以及材质本身一般与基体存在着较大的差异，加上在基体表面制备薄膜时，界面处不可避免的存在着污染或者划痕等缺陷。这些问题导致膜基体系在受到外界应力作用的时候，疲劳裂纹往往从膜基界面处开始发育并沿着平行与界面的方向迅速发展，从而导致薄膜在远低于其设计寿命之前发生剥落失效。

目前，人们已经开发出了很多评价膜基结合性能的测试方法，例如：划痕法、压痕法、弯曲法、粘结拉伸法等。压痕法适用于薄膜材料力学性能的测量，用于测定薄膜的硬度、弹性模量等；划痕法是用金刚石压头在薄膜表面划过，使膜层开裂或剥落；弯曲法需要在界面处相应部位形成应力集中,促使裂纹萌生，而粘结拉伸法则是分别对膜层和基体施加反方向的同轴拉力，直至将膜基分离，测试时必须防止剪切应力分量。这些方法都只能获得(近)稳态下在简单应力条件下的膜基结合性能，且其结果和实际生产应用中还是存在着明显差异。在大多数机械加工条件下，材料表面受到的往往是复合机械应力，其中以冲击应力和切向应力的复合最为常见，例如冲裁设备中的冲头，飞机起落架、汽车刹车片等。

现有的薄膜结合性能的测试方法，如传统的划痕测试和洛氏硬度测试，往往无法同时施加冲击和切向应力，尤其不能基于材料工作条件下的受力状态，对薄膜在实际工作条件的受力状态下对薄膜结合性能进行有针对性的评价。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供往复式倾斜冲击滑移测试仪，其中通过对该装置各组件的结构及形貌、冲击滑移测试的循环往复方式等进行改进，与现有技术相比，能够有效模拟材料工作条件下的受力状态，得到的失效薄膜材料其失效机制与实际工作状态下薄膜失效机制更加匹配，根据这些失效薄膜材料得出的薄膜结合性能结论也更加具有参考应用价值。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种往复式倾斜冲击滑移测试仪，其特征在于，包括冲头(2)、样品台(3)、支撑板(6)和摇杆(7)，其中，

所述摇杆(7)为弯折形，根据弯折，该摇杆(7)整体被划分为两个区域，这两个区域分别属于两个相交的平面；在该摇杆(7)的弯折处设置有轴承，该摇杆(7)通过所述轴承与所述支撑板(6)相连，该摇杆(7)用于绕所述轴承转动，使该摇杆(7)与所述支撑板(6)的相对位置关系发生改变；

所述样品台(3)固定在所述摇杆(7)上，并位于该摇杆(7)的所述两个区域的一个区域上；在该摇杆(7)的所述两个区域的另一个区域附近设置有固定机构，该固定机构用于限制所述摇杆(7)绕所述轴承的转动角度，并用于调整所述摇杆(7)绕所述轴承的转动角度，对该摇杆(7)进行复位；

所述冲头(2)位于所述样品台(3)的附近，该冲头(2)与冲头驱动机构(1)相连，周期性的靠近和远离所述样品台(3)，从而用于周期性的对所述样品台(3)施压，并周期性的驱动所述摇杆(7)绕所述轴承转动；

在该往复式倾斜冲击滑移测试仪工作的一个周期的时间内，

当所述冲头(2)未对所述样品台(3)施压时，所述摇杆(7)在所述固定机构的作用下保持与所述支撑板(6)预先设定的相对位置关系；

当所述冲头(2)对所述样品台(3)施压时，所述摇杆(7)在该冲头(2)的驱动下绕所述轴承转动；

当所述冲头(2)结束对所述样品台(3)施压时，所述摇杆(7)在所述固定机构的作用下绕所述轴承转动，使该所述摇杆(7)恢复到与所述支撑板(6)预先设定的相对位置关系实现复位，并在该预先设定的相对位置关系下继续保持，直至所述冲头(2)再次对所述样品台(3)施压。

作为本发明的进一步优选，该往复式倾斜冲击滑移测试仪还包括压力传感器(11)和采样模块(12)，该压力传感器(11)位于所述样品台上，用于对所述冲头(2)向该样品台(3)施加的压力进行测量；所述采样模块(12)与该压力传感器(11)相连，用于采集该压力传感器(11)测量得到的压力值。

作为本发明的进一步优选，所述摇杆(7)弯折形成的夹角为150°～160°。

作为本发明的进一步优选，该往复式倾斜冲击滑移测试仪还包括缓冲垫(4)，该缓冲垫(4)设置在所述支撑板(6)上，用于当所述摇杆(7)与该支撑板(6)碰触时对所述摇杆(7)进行缓冲。

作为本发明的进一步优选，所述样品台(3)与所述摇杆(7)相接触的接触区域的中心距所述轴承的距离与所述固定机构与该摇杆(7)的相接触的接触点距所述轴承的距离两者之比大于等于10。

作为本发明的进一步优选，所述冲头(2)为半球形，该冲头(2)采用AISI 52100钢、氧化铝、Si₃N₄或铝合金；该冲头(2)的洛氏硬度为60～65。

作为本发明的进一步优选，所述固定机构包括接触块(8)、复位弹簧(9)和外壳，该复位弹簧(9)嵌在所述外壳内，并与所述接触块(8)相连；该接触块(8)用于与所述摇杆(7)相接触，限制或调整该摇杆(7)绕所述轴承的转动角度；该外壳上设置有螺纹，并通过定位螺母调整该外壳与所述支撑板(6)的距离。

作为本发明的进一步优选，所述摇杆(7)为弯折的平板结构；优选的，所述摇杆(7)的所述两个区域中与所述固定机构相接触的区域在所述摇杆(7)的旋转轴所在直线上的投影长度小于该摇杆(7)的所述两个区域中与所述样品台(3)相接触的区域在所述摇杆(7)的旋转轴所在直线上的投影长度。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本发明中的往复式倾斜冲击滑移测试仪能够通过对膜基结合系统同时施加冲击和切向应力，并模拟材料工作条件下的受力状态，使得该薄膜的结合性能结论更加准确。另外，本发明中的往复式倾斜冲击滑移测试仪，受冲头打击的样品(该样品置于样品台上)的表面是受到循环应力作用的，这也与材料实际工作状态相匹配，即本发明中的测试仪能够在动态条件下对样品进行循环多次测试，更加贴近材料在实际应用环境中的受力行为，从而得到的测试结论也更加准确。

本发明中的往复式倾斜冲击滑移测试仪，尤其适用于模拟测试硬质薄膜和金属基体之间在冲击-剪切复合应力作用下的结合性能；本发明通过压力传感器、以及与该压力传感器连接的采样模块，可以对冲头施加给样品台的压力进行预先测量，将测量到的F_i和F_pmax与在实际工况下的受力情况相对应(F_i为冲头与样品台，包括样品台上的样品，接触瞬间冲头施加的瞬时冲击力，能够模拟薄膜在倾斜冲击力下的结合性能；F_p是冲头施加的逐渐增加的压力和剪切力，可以模拟薄膜在剪切力下的结合性能；F_pmax是F_p的最大值，一般为冲头远离样品台，包括样品台上的样品，远离瞬间薄膜受到的压力值)，并通过调整冲头驱动机构的驱动力、以及冲头和样品台间距以分别调节F_i和F_pmax，从而实现模拟在实际工况下的受力情况。例如，冲裁时，F_i和F_pmax都很大；而刹车片的常规工况下，F_i比较小，F_pmax很大。在F_i和F_pmax调节完毕后，即可开始针对样品的往复式倾斜冲击滑移测试；测试时，压力传感器和采样模块均可撤除。

本发明中的摇杆以其弯折处为界，可以分为与样品台接触的一个区域、以及与固定机构接触的另一区域，这两个区域一起构成该摇杆整体。摇杆与样品台接触的这一区域，为配合样品台的形状(样品台可根据需要灵活调整其形状，一般为长方形)，可以具有较大的面积；而摇杆与固定机构接触的另一区域，可以为杆形(如圆杆)或宽度较小的长方形(即，与固定机构相接触的区域在摇杆的旋转轴所在直线上的投影长度小于该摇杆的两个区域中与样品台相接触的区域在摇杆的旋转轴所在直线上的投影长度)，只要该装置在冲头驱动装置、固定机构、摇杆两个区域的重力及与轴承的相对位置等条件作用下，能够实现往复式(即周期性)倾斜冲击滑移测试即可。摇杆弯折使摇杆具有150°～160°的夹角为，即，该摇杆两个区域分别属于两个相交的平面，这两个相交的平面的夹角为20°～30°；摇杆的夹角设置，倾斜冲击待测试样品，在样品上形成冲击坑和滑移线。

本发明中固定机构里的复位弹簧嵌在外壳内，通过调整外壳与支撑板的距离，可以调整当冲头未对样品台施压时该复位弹簧的状态(如形变可以为拉伸或压缩，弹簧形变量大小等)，该复位弹簧的弹性系数也可根据操作需要选择。

综上，本发明中的往复式倾斜冲击滑移测试仪用于测试硬质薄膜和金属基体之间在冲击-剪切复合应力作用下的结合性能，加载过程中的测试力是通过冲头上下两端的气压阀交替充放气压机构(即气动式驱动机构)施加，每各充放一次，完成一次测试循环。冲头沿着垂直线方向上下往复运动，使得倾斜固定的测试样品受到冲头冲击和剪切应力而围绕轴承转动，从而在其表面形成冲击坑和滑移线；能分别控制冲击和剪切应力变化范围，且能获得复合应力下更接近于真实工况下的工作表面受力条件；能基于各种工作条件，改变冲头的尺寸、材质，以及室温、油膜、盐水等测试环境。本装置的测试方法原理可靠，加载(力)可调，重复性好，记录数据和分析结果精确，且操作简便易行。

附图说明

图1是往复式倾斜冲击滑移测试仪的示意图；

图2A为往复式倾斜冲击滑移测试仪进行往复运动的一个周期的时间内，与压力传感器相连的采样模块测量得到的压力值，图2A中F_i为200N，F_pmax为400N；

图2B为往复式倾斜冲击滑移测试仪进行往复运动的一个周期的时间内，与压力传感器相连的采样模块测量得到的压力值，图2B中F_i为400N，F_pmax为400N；

图3为采用本发明往复式倾斜冲击滑移测试仪测试得到的失效薄膜的扫描电镜图；图3左图为疲劳裂纹扩展造成的失效，图3右图是膜基界面整个脱离造成的失效。

图中各附图标记的含义如下：1为冲头驱动机构(如气动式驱动机构)，2为冲头，3为样品台，4为缓冲垫，5为轴承，6为底座(即支撑板)，7为摇杆，8为接触块，9为复位弹簧，10为定位螺母，11为压力传感器，12为采样装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

如图1所示，往复式倾斜冲击滑移测试仪包括冲头2、样品台3、底座6和摇杆7，其中，

摇杆7为弯折形，该摇杆7弯折形成的夹角为150°～160°，其上表面分别属于两个相交的平面；在该摇杆7的弯折处设置有轴承，该摇杆7通过轴承与底座6相连，该摇杆7用于绕轴承转动，使该摇杆7与底座6的相对位置关系发生改变；

样品台3设置在摇杆7上，并位于属于两个相交平面中的一个平面的摇杆7的上表面上；在属于两个相交平面中的另一个平面的摇杆7的上表面的上方设置有固定机构；该固定机构用于限制摇杆7绕轴承的转动角度，并用于调整摇杆7绕轴承的转动角度，对该摇杆7进行复位；

冲头2位于样品台3的上方，该冲头2与冲头驱动机构1相连，周期性的靠近和远离样品台3，从而用于周期性的对样品台3施压，并周期性的驱动摇杆7绕轴承转动；

在该往复式倾斜冲击滑移测试仪工作的一个周期的时间内，

当冲头2未对样品台3施压时，摇杆7在固定机构的作用下保持与底座6预先设定的相对位置关系；

当冲头2对样品台3施压时，摇杆7在该冲头2的驱动下绕轴承转动；

当冲头2结束对样品台3施压时，摇杆7在固定机构的作用下绕轴承转动，使该摇杆7恢复到与底座6预先设定的相对位置关系实现复位，并在该预先设定的相对位置关系下继续保持，直至冲头2再次对样品台3施压。

该往复式倾斜冲击滑移测试仪还包括压力传感器11和采样模块12，该压力传感器11位于样品台上，用于对冲头2向该样品台3施加的压力进行测量；采样模块12与该压力传感器11相连，用于采集该压力传感器11测量得到的压力值(如图2A、图2B所示，该采样频率为10000Hz)。通过调整冲头驱动机构的驱动力、以及冲头和样品台间距以分别调节F_i和F_pmax，从而实现模拟在实际工况下的受力情况。例如，冲裁时，F_i和F_pmax都很大；而刹车片的常规工况下，F_i比较小，F_pmax很大。在F_i和F_pmax调节完毕后，即可开始针对样品的往复式倾斜冲击滑移测试；测试时，压力传感器和采样模块均可撤除。

该往复式倾斜冲击滑移测试仪还包括缓冲垫4，该缓冲垫4设置在底座6上，用于当摇杆7与该底座6碰触时对摇杆7进行缓冲。

为便于冲头2相对于固定机构驱使摇杆7发生转动，从而完成整个往复周期运动，样品台3与摇杆7相接触的接触区域的中心距轴承的距离与固定机构与该摇杆7的相接触的接触点距轴承的距离两者之比大于等于10；本实施例中采用当冲头2未对样品台施压时，该比值为10。

冲头2为半球形，该冲头2采用AISI 52100钢，洛氏硬度为60～65。

固定机构包括接触块8、复位弹簧9和外壳，该复位弹簧9嵌在外壳内，并与接触块8相连；该接触块8用于与摇杆7相接触，限制或调整该摇杆7绕轴承的转动角度；该外壳上设置有螺纹，并通过定位螺母调整该外壳与底座的距离。

摇杆7为弯折的平板结构，例如，摇杆7上与固定机构相接触的、且属于同一平面的上表面在摇杆7的旋转轴所在直线上的投影长度小于该摇杆7上与样品台3相接触的、且属于同一平面的上表面在摇杆7的旋转轴所在直线上的投影长度。

使用上述装置测试时，将镀膜样品固定于摇杆一端的样品台上，并与水平方向呈一定角度θ₀(可根据实际模拟需要进行调整初始角度的大小)，摇杆呈弯折形，并可围绕其固定在刚性框架(即支撑板)上的轴承进行转动。摇杆的另一端受到一刚性很大的弹簧施加的向下预压力固定(该预压力可调)。当测试开始时，冲头受到气压传动装置的驱动，进行上下往复运动。冲头材料一般为AISI 52100钢球，硬度60-65HRC，也可根据膜基系统实际应用条件选用氧化铝、氮化硅或铝合金等其他材料(即，可以通过实际工况下相对应的冲击对象选取氧化铝、Si₃N₄或铝合金等其他材料)。当冲头接触镀膜样品表面时，冲头将先向膜基系统施加一个垂直于水平方向，且和薄膜表面呈α＝90-θ₀°倾角的冲击应力，形成一个近圆形的冲击坑。随着冲头继续向下运动，将推动样品、样品台和摇杆一起沿着轴承转动，直至冲头达到一次冲程的终点并开始反向运动，此时冲头轴线和薄膜表面呈最终夹角β。在此过程中，冲头沿着薄膜表面滑移，形成划痕。如此往复，直至薄膜失效。

上述测试方法中施加的应力可预先通过在样品台上固定一个压力传感器，并连接采样设备进行实时跟踪采样。采样频率为5000Hz。获得的主要数据是瞬时冲击应力F_i及滑移时的渐变压应力F_pmax；前者可以在0N-600N范围内调整，后者可以在100N-1000N范围内变动。这两个力的大小可以通过条件冲头与样品表面的初始间距，以及冲头驱动装置的气压大小来分别进行调控；并可模拟不同受力情况下的应力条件。该测试仪的测试频率理论上可以在2.5次/s到无限大之间变化，能满足绝大多数50μm以下的高硬度薄膜的失效模拟测试要求。

本实施例采用薄膜为TiN膜，基体材料为D2工具钢。过渡层采用金属Ti。实验采用的冲头材料为AISI 52100钢球，直径为10mm。由于此类薄膜材料主要用于冲头的表面强化，工作表面主要受到冲击应力和剪切应力，但根据所冲裁材料的不同，应力范围有所不同。本实施例以冲裁韧性较好的低碳钢板作为样品。

采用上述装置进行测试的过程如下：首先将TiN镀膜D2工具钢样品固定于样品台上，使用滴管按照2mm³/s的速度对样品表面进行润滑和冷却。将压力传感器固定于样品台上，连接上采样设备实时动态地对传感器表面受到的动态应力进行收集。调节冲头和压力传感器之间的间隙，以及冲头驱动上下两端气压阀的压力大小，通过观察实时曲线的变化调整参数F_i和F_pmax，得到F_i＝300N，F_pmax＝400N。通过调整气压阀的充放气频率，得到测试频率为0.5次/s。获得气压阀压力大小以及冲头和样品表面间距这两个参数后，将压力传感器替换为待测镀膜样品。保证上述两个参数不变，在同样的应力条件下，加入润滑油环境开始测试。测试时记录薄膜失效过程的测试次数，作为评价膜基结合性能的指标。

由于本装置打击频率较快，为便于观察，可以采用相同装置(每个装置的F_i和F_pmax基本一致)处理多个样品，每个样品的处理时间(对应打击次数)可以不同，再对处理后的各个样品观察其形貌，判断薄膜失效时的处理次数。或者，仅测试一片样品，通过暂停测试过程(如关闭冲头驱动机构，如关闭气动式冲头驱动机构的气压阀等)观察样品，得出样品失效时的处理次数。从冲击坑和滑移线的形貌判断薄膜是否失效可根据本领域的常规判别方法(如通过测量薄膜表面光滑度，若出现超过薄膜厚度的厚度变化，则说明薄膜剥落；或用扫描电镜、EDX分析，若出现基体的成分，也可以说明薄膜剥离)。另一方面，还可对薄膜损伤分级(例如可参见Journal of Alloys and Compounds.578(2013)336-344；Surface&Coating Technology.206:1977-1982等)，例如当剥落面积/测试面积比例为25％，也可作为判定薄膜失效的关键点，其对应的打击次数也具有参考价值。另外，还可以根据失效薄膜的微观形貌，判断其失效机制，从而全面得出该样品材料的结合性能结论。

本发明中的往复式倾斜冲击滑移测试仪是通过对薄膜进行打击，模拟薄膜材料工作条件下的受力状态，最终使薄膜失效，通过研究薄膜的微观失效机制(如通过扫描电镜等手段观察薄膜失效区域的形貌，如图3所示)，为薄膜的结合性能提供参考结论；该结论可以结合传统的划痕测试和洛氏硬度等测试方法，为薄膜的结合性能提出综合结论。本发明往复式倾斜冲击滑移测试仪提供了更接近于实际工况受复杂应力条件的测试方式，并不需要在工厂厂房里来做一套产品出来在实际工况条件下进行测试，成本低且效率高。

本发明中的往复式倾斜冲击滑移测试仪，在具体应用时根据需求，该往复式倾斜冲击滑移测试仪可以倒置使用(样品台上可额外设置样品夹固定待测试样品)，也可以与重力方向呈其它夹角使用，只要该测试仪可以实现冲击滑移待测试的样品，并保证周期性往复运动即可(可通过调整摇杆的重量、摇杆上弯折区的位置，以及复位弹簧的初始状态、弹性系数、与底座的距离等参数实现)。F_i和F_pmax的调节方法基本保持一致。

本发明的测试方法原理可靠，加载(力)可调，重复性好，记录数据和分析结果精确，且操作简便易行。因为测试方法是在动态多变应力条件下进行的膜基性能测试，其测试条件更接近实际生产过程中的受力条件，具有其他实验室测试方法所不具备的优点。此外，用该方法测试各种复杂条件下的膜基结合性能，例如在机油、盐水、生理溶液等环境中，具有普适性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种往复式倾斜冲击滑移测试仪，其特征在于，包括冲头(2)、样品台(3)、支撑板(6)和摇杆(7)，其中，

所述摇杆(7)为弯折形，根据弯折，该摇杆(7)整体被划分为两个区域，这两个区域分别属于两个相交的平面；在该摇杆(7)的弯折处设置有轴承，该摇杆(7)通过所述轴承与所述支撑板(6)相连，该摇杆(7)用于绕所述轴承转动，使该摇杆(7)与所述支撑板(6)的相对位置关系发生改变；

所述样品台(3)固定在所述摇杆(7)上，并位于该摇杆(7)的所述两个区域的一个区域上；在该摇杆(7)的所述两个区域的另一个区域附近设置有固定机构，该固定机构用于限制所述摇杆(7)绕所述轴承的转动角度，并用于调整所述摇杆(7)绕所述轴承的转动角度，对该摇杆(7)进行复位；

所述冲头(2)位于所述样品台(3)的附近，该冲头(2)与冲头驱动机构(1)相连，周期性的靠近和远离所述样品台(3)，从而用于周期性的对所述样品台(3)施压，并周期性的驱动所述摇杆(7)绕所述轴承转动；

在该往复式倾斜冲击滑移测试仪工作的一个周期的时间内，

当所述冲头(2)未对所述样品台(3)施压时，所述摇杆(7)在所述固定机构的作用下保持与所述支撑板(6)预先设定的相对位置关系；

当所述冲头(2)对所述样品台(3)施压时，所述摇杆(7)在该冲头(2)的驱动下绕所述轴承转动；

当所述冲头(2)结束对所述样品台(3)施压时，所述摇杆(7)在所述固定机构的作用下绕所述轴承转动，使该所述摇杆(7)恢复到与所述支撑板(6)预先设定的相对位置关系实现复位，并在该预先设定的相对位置关系下继续保持，直至所述冲头(2)再次对所述样品台(3)施压；

该往复式倾斜冲击滑移测试仪还包括压力传感器(11)和采样模块(12)，该压力传感器(11)位于所述样品台上，用于对所述冲头(2)向该样品台(3)施加的压力进行测量；所述采样模块(12)与该压力传感器(11)相连，用于采集该压力传感器(11)测量得到的压力值；

该往复式倾斜冲击滑移测试仪用于将测量到的F_i和F_pmax与在实际工况下的受力情况相对应，通过调整冲头驱动机构的驱动力、以及冲头和样品台间距以分别调节F_i和F_pmax；其中，F_i为冲头与样品台，包括样品台上的样品，接触瞬间冲头施加的瞬时冲击力；F_p是冲头施加的逐渐增加的压力和剪切力；F_pmax是F_p的最大值。

2.如权利要求1所述往复式倾斜冲击滑移测试仪，其特征在于，所述摇杆(7)弯折形成的夹角为150°～160°。

3.如权利要求1所述往复式倾斜冲击滑移测试仪，其特征在于，该往复式倾斜冲击滑移测试仪还包括缓冲垫(4)，该缓冲垫(4)设置在所述支撑板(6)上，用于当所述摇杆(7)与该支撑板(6)碰触时对所述摇杆(7)进行缓冲。

4.如权利要求1所述往复式倾斜冲击滑移测试仪，其特征在于，所述样品台(3)与所述摇杆(7)相接触的接触区域的中心距所述轴承的距离与所述固定机构与该摇杆(7)的相接触的接触点距所述轴承的距离两者之比大于等于10。

5.如权利要求1所述往复式倾斜冲击滑移测试仪，其特征在于，所述冲头(2)为半球形，该冲头(2)采用AISI 52100钢、氧化铝、Si₃N₄或铝合金；该冲头(2)的洛氏硬度为60～65。

6.如权利要求1所述往复式倾斜冲击滑移测试仪，其特征在于，所述固定机构包括接触块(8)、复位弹簧(9)和外壳，该复位弹簧(9)嵌在所述外壳内，并与所述接触块(8)相连；该接触块(8)用于与所述摇杆(7)相接触，限制或调整该摇杆(7)绕所述轴承的转动角度；该外壳上设置有螺纹，并通过定位螺母调整该外壳与所述支撑板(6)的距离。

7.如权利要求1所述往复式倾斜冲击滑移测试仪，其特征在于，所述摇杆(7)为弯折的平板结构。

8.如权利要求7所述往复式倾斜冲击滑移测试仪，其特征在于，所述摇杆(7)的所述两个区域中与所述固定机构相接触的区域在所述摇杆(7)的旋转轴所在直线上的投影长度小于该摇杆(7)的所述两个区域中与所述样品台(3)相接触的区域在所述摇杆(7)的旋转轴所在直线上的投影长度。