CN111579360B - 一种高通量小试样拉、压、弯测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高通量小试样拉、压、弯测试系统,该系统包括计算机单元、一个电机和多个水平或垂直于地面安装在工作台上的试样测试模块,试样测试模块包括固接在工作台上的试样测试模块底板,以及设置在试样测试模块底板上的滚珠丝杠、位移传感器、移动横梁、夹具单元、直线移动平台单元和力值传感器;多个试样测试模块在工作台上并列布置或以工作台上一点为圆心周向均匀分布;电机通过传动装置驱动各试样测试模块的滚珠丝杠同步转动,实现各试样测试模块的移动横梁的同步来回运动,进而实现对试样的同步拉伸、压缩、弯曲等试验;计算机单元能够独立采集计算各试样测试模块的位移传感器和力值传感器的测试数据,并计算、绘制各自的测量参数和试验曲线。
Description
技术领域
本发明属于金属材料及非金属材料力学性能测试领域,特别涉及一种针对小力值试样、可同时进行高通量拉伸、压缩或弯曲力学性能测试的测试系统及方法,即通过一个电机提供动力源,能够同时对多根试样进行拉伸、压缩、弯曲测试,并得到各个试样的试验曲线及测试参量。
背景技术
在材料研发和生产中,材料的力学性能测试是评估材料性能的一项非常重要的工作。针对材料力学性能测试的参数包括屈服强度、抗拉强度、伸长率、弹性模量、柏松比、剪切强度、抗弯强度、硬度、冲击韧性、持久蠕变强度等,相应的测试设备包括材料万能试验机、冲击试验机、硬度计、高温蠕变强度试验机等。在材料的研发和生产中,特别是在新材料开发中,需要对材料进行反复的大批量的试验测试,前述的测试设备由于其自身结构特点,通常一次只能进行一根试样的测试,且测试试样尺寸相对较大,取样容易破坏实际样品,难以满足新材料开发及科学研究中对复杂材料力学性能的高通量、多参量、跨尺度的测试需求。
发明内容
针对上述技术问题,本发明的目的是提供一种小尺寸试样力学性能高通量测试系统及方法,能够同时对多根试样进行拉伸、压缩、弯曲测试,并得到各个试样的拉伸、压缩、弯曲试验曲线及测试参量。
为了实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
一种高通量小试样拉、压、弯测试系统,包括计算机单元、一个电机1和多个水平或垂直于地面安装在工作台3上的试样测试模块2。
所述试样测试模块2包括固接在工作台3上的试样测试模块底板39,以及设置在试样测试模块底板39上的滚珠丝杠16、位移传感器17、移动横梁18、夹具单元19、直线移动平台单元23和力值传感器24;滚珠丝杠16和直线移动平台单元23分别设置在夹具单元19的两端,其中:
所述滚珠丝杠16的内端与一对多的传动装置固接,带动滚珠丝杠副、移动横梁18沿直线导轨同步运动;所述位移传感器17安装在直线导轨固定座30的侧面上,用来实时检测移动横梁18的运动位移。
所述直线移动平台单元23包括梯形丝杠/丝杆42和直线移动平台导轨29,梯形丝杠/丝杆42沿直线移动平台导轨29可控制地滑动,所述力值传感器24通过力值传感器固定座25固接在梯形丝杠/丝杆副固定座28上。
所述移动横梁18外端面固接有第一夹具体连接杆38,所述力值传感器24上固接有第二夹具体连接杆41;用于夹持试样22的夹具单元19的两个夹持部分别固接在第一夹具体连接杆38和第二夹具体连接杆41上。
多个试样测试模块2在工作台3上并列布置,或者多个试样测试模块2以工作台3上一点为圆心周向均匀分布,且各试样测试模块2的滚珠丝杠16朝向该圆心;所述电机1通过一对多的传动装置驱动各试样测试模块2的滚珠丝杠16同步转动,实现各试样测试模块2的移动横梁18的同步来回运动,进而实现对试样22的同步拉伸、压缩、弯曲等试验。
所述计算机单元分别与电机1、位移传感器17、力值传感器24、物理场单元20和可视化观测单元21连接;计算机单元能够独立采集计算各试样测试模块2的位移传感器17和力值传感器24的测试数据,并计算、绘制各自的测量参数和试验曲线。
多个试样测试模块2可选择地独立完成对相同或不同试样22的力学性能测试。
所述滚珠丝杠16通过内端滚珠丝杠固定座37和外端滚珠丝杠固定座33安装在试样测试模块底板39上;两个相互平行的直线导轨36对称地设置在滚珠丝杠16的左右两侧;所述滚珠丝杠16上连接一位于内端滚珠丝杠固定座37与外端滚珠丝杠固定座33之间的滚珠丝杠副固定座35,所述移动横梁18位于滚珠丝杠16的外端侧,移动横梁18与滚珠丝杠副固定座35相互平行并通过移动横梁连接件34相互固接,移动横梁18和滚珠丝杠副固定座35均通过一对滑块安装在两个直线导轨36上。
所述直线移动平台单元23中,梯形丝杠/丝杆42通过梯形丝杠/丝杆固定座40安装在试样测试模块底板39上;两个相互平行的直线移动平台导轨29对称地设置在梯形丝杠/丝杆42的左右两侧;所述梯形丝杠/丝杆42的内端安装有梯形丝杠/丝杆副固定座28,所述梯形丝杠/丝杆副固定座28通过一对滑块安装在两个直线移动平台导轨29上。
多个试样测试模块2能够同时进行拉伸、压缩、弯曲试验中的一种。
所述夹具单元19的夹具体种类包括:棒材试样夹具体、板材试样夹具体、薄膜试样夹具体、线材夹具体、弹簧夹具体、三点弯曲夹具体及压缩夹具体。
所述电机1为伺服电机或步进电机;控制方式采用速度控制。
所述位移传感器17为接触式位移传感器或非接触式位移传感器。
所述力值传感器24为轮辐式力值传感器、柱式力值传感器或S型力值传感器。
所述物理场单元20为温度场、磁场或腐蚀场中的一种或多种。
所述试样22尺寸范围为0.1mm-120mm。
所述直线导轨36的两端设有安全限位装置31。
所述梯形丝杠/丝杆42具有自锁功能,梯形丝杠/丝杆42的外端设有调节用手轮26。
所述试样测试模块2进一步包括设置在夹具单元19外部的物理场单元20。
所述试样测试模块2进一步包括可视化观测系统21,所述可视化观测系统21设置在夹具单元19上方,能够对试样22的试验过程进行观测、并对视频或图像进行采集和分析。
所述力值传感器24固接在力值传感器固定座25的外端面或内端面;所述力值传感器24固接在力值传感器固定座25的外端面时,第二夹具体连接杆41穿过力值传感器固定座25与力值传感器24固接;所述力值传感器24固接在力值传感器固定座25的内端面时,第二夹具体连接杆41直接与力值传感器24固接。
当多个试样测试模块2以工作台3上一点为圆心周向均匀分布,且各试样测试模块2的滚珠丝杠16朝向该圆心时,所述传动装置为具有减速系统8的圆锥齿轮传动装置4;所述圆锥齿轮传动装置4包括圆锥大齿轮6和圆锥小齿轮7;所述减速系统8安装在工作台3的底部,减速系统8的输入端与电机1的动力输出轴连接;减速系统8的输出轴5由工作台3上的多个试样测试模块2的中心对称点穿出;所述圆锥大齿轮6固接在减速系统8的输出轴5上,每个试样测试模块2的滚珠丝杠16的内端固接一所述圆锥小齿轮7,多个圆锥小齿轮7与圆锥大齿轮6相互啮合。
所述减速系统8为减速机或同步带轮减速系统或齿轮减速系统中的一种或多种组合构成。
当多个试样测试模块2在工作台3上并列布置时,所述传动装置为涡轮蜗杆传动装置9,所述涡轮蜗杆传动装置9包括主动蜗轮14、主动蜗杆15、被动涡轮11、被动蜗杆12和联轴器13;所述电机1的动力输出轴与主动蜗杆15固接,主动蜗轮14与主动蜗杆15相互啮合,主动蜗轮14的蜗轮轴的左右两端通过联轴器13分别连接有多个依次通过联轴器13相互连接的被动蜗杆12,所述联轴器13安装在蜗杆支撑座10上;每个试样测试模块2的滚珠丝杠16的内端固接一与对应被动蜗杆12相互啮合的被动涡轮11。
一种利用所述的系统的高通量小试样拉、压、弯测试方法,包括如下步骤:
1)根据多个试样22的尺寸和待测力学性能选择各自所需的夹具单元19,并将各个试样22分别固定在所述夹具单元19的两个夹持部上;
2)将各夹具单元19分别安装在各试样测试模块2上,从计算机单元的操作界面选择待测试验类型和输入每个试样22的尺寸参数;
3)在操作界面设置速度控制方式控制多个试样的同时启动测试,并实时采集、计算、处理各个试样测试模块2的位移传感器17和力值传感器24的检测数据,并绘制试验过程曲线,直到全部试验结束。
该方法进一步包括:测试前,根据测试需要选择是否加载温度、磁场或腐蚀物理场。
该方法进一步包括:测试前,根据测试需要选择是否对试验过程进行可视化观测。
测试过程中,各试样测试模块2独立运行、互不影响,某个试样测试模块2试验的结束并不会影响其他试样测试模块2试验的继续进行。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、使用一个电机即可同时实现多个试样的力学性能测试,可以满足材料力学性能的高通量测试需求。
2、可针对不同材质、不同尺寸、不同长度的试样分别同时进行拉伸、压缩或弯曲测试。
3、试样测试单元采用模块化设计,可以根据试验需要对测试单元进行扩展。
4、计算机单元独立判断每个试样测试模块的工作状态,并采集、处理测试数据。最终得到每个测试样品的应力应变曲线、屈服强度、抗拉强度、弹性模量等;某个试样的测试结束并不影响其他试验的继续进行,直到全部测试结束。
5、采用速度控制模式,操作简单方便。
6、可根据需要选择温度、磁场、腐蚀场等模块进行多物理场状态下的力学性能测试。
7、可根据需要对试验过程进行可视化观测、图像数据采集和分析。
附图说明
图1a为本发明的高通量小试样拉、压、弯测试系统的试样测试模块2的主视结构示意图;
图1b为本发明的高通量小试样拉、压、弯测试系统的试样测试模块2(图1a)的俯视结构示意图;
图2a为本发明的高通量小试样拉、压、弯测试系统的动力传递采用圆锥齿轮传动系统时的水平布置主视示意图;
图2b为本发明的高通量小试样拉、压、弯测试系统的动力传递采用圆锥齿轮传动系统时的垂直布置主视示意图;
图2c为本发明的高通量小试样拉、压、弯测试系统的动力传递采用圆锥齿轮传动系统时的三维示意图;
图3a为本发明的高通量小试样拉、压、弯测试系统的动力传递采用蜗轮蜗杆传动系统时的水平布置主视示意图;
图3b为本发明的高通量小试样拉、压、弯测试系统的动力传递采用蜗轮蜗杆传动系统时的垂直布置主视示意图;
图3c为本发明的高通量小试样拉、压、弯测试系统的动力传递采用蜗轮蜗杆传动系统时的三维示意图。
其中的附图标记为:
1电机 2试样测试模块
3工作台 4圆锥齿轮传动装置
5输出轴 6圆锥大齿轮
7圆锥小齿轮 8减速系统
9蜗轮蜗杆传动装置 10蜗杆支撑座
11被动涡轮 12被动蜗杆
13联轴器 14主动蜗轮
15主动蜗杆 16滚珠丝杠
17位移传感器 18移动横梁
19夹具单元 20物理场单元
21可视化观测单元 22试样
23直线移动平台单元 24力值传感器
25力值传感器固定座 26手轮
27直线移动平台导轨固定座 28梯形丝杠/丝杆副固定座
29直线移动平台导轨 30直线导轨固定座
31安全限位装置 32位移传感器安装板
33外端滚珠丝杠固定座 34移动横梁连接件
35滚珠丝杠副固定座 36直线导轨
37内端滚珠丝杠固定座 38第一夹具体连接杆
39试样测试模块底板 40梯形丝杠/丝杆固定座
41第二夹具体连接杆 42梯形丝杠/丝杆
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
本发明的一种高通量小试样拉、压、弯测试系统,包括计算机单元、一个电机1和多个水平或垂直于地面安装在工作台3上的试样测试模块2。下面分别详述:
高通量小试样拉、压、弯测试系统的试样测试模块2
如图1a、图1b、图2b和图3a所示,试样测试模块2包括固接在工作台3上的试样测试模块底板39,以及设置在试样测试模块底板39上的滚珠丝杠16、位移传感器17、移动横梁18、夹具单元19、物理场单元20、可视化观测单元21、直线移动平台单元23和力值传感器24。
所述滚珠丝杠16通过内端滚珠丝杠固定座37和外端滚珠丝杠固定座33安装在试样测试模块底板39上;两个相互平行的直线导轨36分别通过一固接在试样测试模块底板39上的直线导轨固定座30对称地设置在滚珠丝杠16的左右两侧;所述滚珠丝杠16上连接一位于内端滚珠丝杠固定座37与外端滚珠丝杠固定座33之间的滚珠丝杠副固定座35,所述移动横梁18位于滚珠丝杠16的外端侧,移动横梁18与滚珠丝杠副固定座35相互平行并通过移动横梁连接件34相互固接,移动横梁18和滚珠丝杠副固定座35均通过一对滑块安装在两个直线导轨36上。所述位移传感器17通过位移传感器安装板32安装在直线导轨固定座30的侧面上,用来实时检测移动横梁18的运动位移。所述直线导轨36的两端设有安全限位装置31。
所述直线移动平台单元23位于移动横梁18外端面一侧,直线移动平台单元23包括梯形丝杠/丝杆42和直线移动平台导轨29;所述梯形丝杠/丝杆42通过梯形丝杠/丝杆固定座40安装在试样测试模块底板39上;两个相互平行的直线移动平台导轨29分别通过一固接在试样测试模块底板39上的直线移动平台导轨固定座27对称地设置在梯形丝杠/丝杆42的左右两侧;所述梯形丝杠/丝杆42的内端安装有梯形丝杠/丝杆副固定座28,所述梯形丝杠/丝杆副固定座28通过一对滑块安装在两个直线移动平台导轨29上;所述力值传感器24通过力值传感器固定座25固接在梯形丝杠/丝杆副固定座28上。所述梯形丝杠/丝杆42具有自锁功能,梯形丝杠/丝杆42的外端设有手轮26,转动手轮26可以实现直线移动平台单元23的移动,方便装夹试验的试样22时使用,亦可用来根据不同长度的试样22调节距离,实现同时对不同长度的试样22进行测试。
所述移动横梁18外端面固接有第一夹具体连接杆38,所述力值传感器24上固接有第二夹具体连接杆41;位于物理场单元20内部用于夹持试样22的夹具单元19的两个夹持部分别固接在第一夹具体连接杆38和第二夹具体连接杆41上。所述可视化观测系统21设置在夹具单元19上方,能够对试样22的试验过程进行观测、并对视频或图像进行采集和分析。
多个试样测试模块2在工作台3上并列布置,或者多个试样测试模块2以工作台3上一点为圆心周向均匀分布,且各试样测试模块2的滚珠丝杠16朝向该圆心;所述电机1通过传动装置驱动各试样测试模块2的滚珠丝杠16同步转动,实现各试样测试模块2的移动横梁18的同步来回运动,进而实现对试样22的同步拉伸、压缩、弯曲等试验。
所述计算机单元分别与电机1、位移传感器17、力值传感器24、物理场单元20和可视化观测单元21连接。计算机单元能够独立采集计算各试样测试模块2的位移传感器17和力值传感器24的测试数据,并计算、绘制各自的测量参数和试验曲线。每个试样测试模块2可选择地独立完成力学性能测试,每个试样测试模块2中的试样22为相同样品或不同样品。
所述力值传感器24固接在力值传感器固定座25的外端面,也可以固结在其内端面。所述力值传感器24固接在力值传感器固定座25的外端面时,第二夹具体连接杆41穿过力值传感器固定座25与力值传感器24固接;所述力值传感器24固接在力值传感器固定座25的内端面时,第二夹具体连接杆41直接与力值传感器24固接。
高通量小试样拉、压、弯测试系统采用圆锥齿轮的传动方式
如图2a、图2b和图2c所示,作为一个实施例,当多个试样测试模块2以工作台3上一点为圆心周向均匀分布,且各试样测试模块2的滚珠丝杠16朝向该圆心时,所述传动装置为具有减速系统8的圆锥齿轮传动装置4;所述圆锥齿轮传动装置4包括圆锥大齿轮6和圆锥小齿轮7;所述减速系统8安装在工作台3的底部,减速系统8的输入端与电机1的动力输出轴连接;减速系统8的输出轴5由工作台3上的多个试样测试模块2的中心对称点穿出;所述圆锥大齿轮6固接在减速系统8的输出轴5上,每个试样测试模块2的滚珠丝杠16的内端固接一所述圆锥小齿轮7,多个圆锥小齿轮7与圆锥大齿轮6相互啮合;电机1工作时,电机1通过减速系统8带动圆锥大齿轮6转动,圆锥大齿轮6带动多个圆锥小齿轮7转动,进而带动各试样测试模块2的滚珠丝杠16旋转并实现移动横梁18的同步来回运动,实现试验测试功能。
所述试样测试模块2的数量大于等于2,可以根据通过增大电机1的功率和增加圆锥大齿轮6与圆锥小齿轮7的传动比进行无限扩展。
多个试样测试模块2可以同时进行拉伸、压缩、弯曲试验中的一种。
进一步地,所述减速系统8可以是减速机或同步带轮减速系统或齿轮减速系统中的一种或多种组合构成。
高通量小试样拉、压、弯测试系统采用涡轮蜗杆传动方式
如图3a、3b、3c所示,作为一个实施例,当多个试样测试模块2在工作台3上并列布置时,所述传动装置为涡轮蜗杆传动装置9,试样测试模块2可以水平或垂直于地面布置在工作台3上。所述涡轮蜗杆传动装置9包括主动蜗轮14、主动蜗杆15、被动涡轮11、被动蜗杆12和联轴器13;所述电机1的动力输出轴与主动蜗杆15固接,主动蜗轮14与主动蜗杆15相互啮合,主动蜗轮14的蜗轮轴的左右两端通过联轴器13分别连接有多个依次通过联轴器13相互连接的被动蜗杆12,所述联轴器13安装在蜗杆支撑座10上;每个试样测试模块2的滚珠丝杠16的内端固接一与对应被动蜗杆12相互啮合的被动涡轮11。电机1工作时,电机1带动主动蜗杆15并驱动主动蜗轮14转动,主动蜗轮14带动多个被动蜗杆12转动并驱动多个被动涡轮11转动,进而带动各试样测试模块2的滚珠丝杠16旋转并实现移动横梁18的同步来回运动,实现试验测试功能。
所述试样测试模块的数量为大于等于2,可以根据通过增大电机1的功率和增加被动蜗杆12和被动涡轮11进行无限扩展。
多个试样测试模块2可以同时进行拉伸、压缩、弯曲试验中的一种。
可以通过计算机单元的操作界面选择需要进行试验的试样测试模块2,并分别输入需要进行的试验类型和被测试样参数。某个被测试样的试验结束并不影响其他试验的继续进行,直到所有试验全部结束。
所述夹具单元19的夹具体种类包括:棒材试样夹具体、板材试样夹具体、薄膜试样夹具体、线材夹具体、弹簧夹具体、三点弯曲夹具体及压缩夹具体。
所述电机1为伺服电机或步进电机。控制方式采用速度控制。
所述位移传感器17为接触式位移传感器或非接触式位移传感器。
所述力值传感器24为轮辐式力值传感器、柱式力值传感器或S型力值传感器。
所述物理场单元20可以是温度场、磁场或腐蚀场等中的一种或多种。
所述试样22尺寸范围为0.1mm-120mm。
高通量小试样拉、压、弯测试系统的测试方法
一种高通量小试样拉、压、弯测试方法,包括如下步骤:
1)根据多个试样22的尺寸和待测力学性能选择各自所需的夹具单元19,并将各个试样22分别固定在所述夹具单元19的两个夹持部上;
2)将各夹具单元19分别安装在各试样测试模块2上,从计算机单元的操作界面选择待测试验类型和输入每个试样22的尺寸参数;
3)根据测试需要选择是否加载温度、磁场或腐蚀等物理场;
4)根据测试需要选择是否对试验过程进行可视化观测;
5)在操作界面设置速度控制方式控制多个试样的同时启动测试,并实时采集、计算、处理各个试样测试模块2的位移传感器17和力值传感器24的检测数据,并绘制试验过程曲线,直到全部试验结束。
测试过程中,各个试样测试模块2独立运行,互不影响,某个试验的结束并不会影响其他试验的继续进行,直到各个测试模块的试验结束,实现同时进行任意多个试样的力学性能测试,对探索材料力学性能的高通量测试提供了解决方案。
Claims (22)
1.一种高通量小试样拉、压、弯测试系统,包括计算机单元、一个电机(1)和多个水平或垂直于地面安装在工作台(3)上的试样测试模块(2),其特征在于:
所述试样测试模块(2)包括固接在工作台(3)上的试样测试模块底板(39),以及设置在试样测试模块底板(39)上的滚珠丝杠(16)、位移传感器(17)、移动横梁(18)、夹具单元(19)、直线移动平台单元(23)和力值传感器(24);滚珠丝杠(16)和直线移动平台单元(23)分别设置在夹具单元(19)的两端,其中:
所述滚珠丝杠(16)通过内端滚珠丝杠固定座(37)和外端滚珠丝杠固定座(33)安装在所述试样测试模块底板(39)上;两个相互平行的直线导轨(36)分别通过一固接在所述试样测试模块底板(39)上的直线导轨固定座(30)对称地设置在所述滚珠丝杠(16)的左右两侧;所述滚珠丝杠(16)上连接一位于所述内端滚珠丝杠固定座(37)与所述外端滚珠丝杠固定座(33)之间的滚珠丝杠副固定座(35),所述移动横梁(18)位于所述滚珠丝杠(16)的外端侧,所述移动横梁(18)与所述滚珠丝杠副固定座(35)相互平行并通过移动横梁连接件(34)相互固接,所述移动横梁(18)和所述滚珠丝杠副固定座(35)均通过一对滑块安装在两个所述直线导轨(36)上;
所述滚珠丝杠(16)的内端与一对多的传动装置固接,带动滚珠丝杠副、移动横梁(18)沿直线导轨(36)同步运动;所述位移传感器(17)安装在所述直线导轨固定座(30)的侧面上,用来实时检测移动横梁(18)的运动位移;
所述直线移动平台单元(23)包括梯形丝杠/丝杆(42)和直线移动平台导轨(29),梯形丝杠/丝杆(42)沿直线移动平台导轨(29)可控制地滑动,所述力值传感器(24)通过力值传感器固定座(25)固接在梯形丝杠/丝杆副固定座(28)上;
所述移动横梁(18)外端面固接有第一夹具体连接杆(38),所述力值传感器(24)上固接有第二夹具体连接杆(41);用于夹持试样(22)的夹具单元(19)的两个夹持部分别固接在第一夹具体连接杆(38)和第二夹具体连接杆(41)上;
多个试样测试模块(2)在工作台(3)上并列布置,或者多个试样测试模块(2)以工作台(3)上一点为圆心周向均匀分布,且各试样测试模块(2)的滚珠丝杠(16)朝向该圆心;所述电机(1)通过一对多的传动装置驱动各试样测试模块(2)的滚珠丝杠(16)同步转动,实现各试样测试模块(2)的移动横梁(18)的同步来回运动,进而实现对试样(22)的同步拉伸、压缩、弯曲试验;
所述计算机单元分别与电机(1)、位移传感器(17)、力值传感器(24)、物理场单元(20)和可视化观测单元(21)连接;计算机单元能够独立采集计算各试样测试模块(2)的位移传感器(17)和力值传感器(24)的测试数据,并计算、绘制各自的测量参数和试验曲线。
2.根据权利要求1所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:多个试样测试模块(2)可选择地独立完成对相同或不同试样(22)的力学性能测试。
3.根据权利要求1所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:所述直线移动平台单元(23)中,梯形丝杠/丝杆(42)通过梯形丝杠/丝杆固定座(40)安装在试样测试模块底板(39)上;两个相互平行的直线移动平台导轨(29)对称地设置在梯形丝杠/丝杆(42)的左右两侧;所述梯形丝杠/丝杆(42)的内端安装有梯形丝杠/丝杆副固定座(28),所述梯形丝杠/丝杆副固定座(28)通过一对滑块安装在两个直线移动平台导轨(29)上。
4.根据权利要求1所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:多个试样测试模块(2)能够同时进行拉伸、压缩、弯曲试验中的一种。
5.根据权利要求1所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:所述夹具单元(19)的夹具体种类包括:棒材试样夹具体、板材试样夹具体、薄膜试样夹具体、线材夹具体、弹簧夹具体、三点弯曲夹具体及压缩夹具体。
6.根据权利要求1所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:所述电机(1)为伺服电机或步进电机;控制方式采用速度控制。
7.根据权利要求1所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:所述位移传感器(17)为接触式位移传感器或非接触式位移传感器。
8.根据权利要求1所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:所述力值传感器(24)为轮辐式力值传感器、柱式力值传感器或S型力值传感器。
9.根据权利要求1所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:所述物理场单元(20)为温度场、磁场或腐蚀场中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:所述试样(22)尺寸范围为0 .1mm-120mm。
11.根据权利要求1所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:所述直线导轨(36)的两端设有安全限位装置(31)。
12.根据权利要求1所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:所述梯形丝杠/丝杆(42)具有自锁功能,梯形丝杠/丝杆(42)的外端设有调节用手轮(26)。
13.根据权利要求1-12任一项所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:所述试样测试模块(2)进一步包括设置在夹具单元(19)外部的物理场单元(20)。
14.根据权利要求1-12任一项所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:所述试样测试模块(2)进一步包括可视化观测系统(21),所述可视化观测系统(21)设置在夹具单元(19)上方,能够对试样(22)的试验过程进行观测、并对视频或图像进行采集和分析。
15.根据权利要求1-12任一项所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:所述力值传感器(24)固接在力值传感器固定座(25)的外端面或内端面;所述力值传感器(24)固接在力值传感器固定座(25)的外端面时,第二夹具体连接杆(41)穿过力值传感器固定座(25)与力值传感器(24)固接;所述力值传感器(24)固接在力值传感器固定座(25)的内端面时,第二夹具体连接杆(41)直接与力值传感器(24)固接。
16.根据权利要求1-12任一项所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:当多个试样测试模块(2)以工作台(3)上一点为圆心周向均匀分布,且各试样测试模块(2)的滚珠丝杠(16)朝向该圆心时,所述传动装置为具有减速系统(8)的圆锥齿轮传动装置(4);所述圆锥齿轮传动装置(4)包括圆锥大齿轮(6)和圆锥小齿轮(7);所述减速系统(8)安装在工作台(3)的底部,减速系统(8)的输入端与电机(1)的动力输出轴连接;减速系统(8)的输出轴(5)由工作台(3)上的多个试样测试模块(2)的中心对称点穿出;所述圆锥大齿轮(6)固接在减速系统(8)的输出轴(5)上,每个试样测试模块(2)的滚珠丝杠(16)的内端固接一所述圆锥小齿轮(7),多个圆锥小齿轮(7)与圆锥大齿轮(6)相互啮合。
17.根据权利要求16所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:所述减速系统(8)为减速机或同步带轮减速系统或齿轮减速系统中的一种或多种组合构成。
18.根据权利要求1-12任一项所述的高通量小试样拉、压、弯测试系统,其特征在于:当多个试样测试模块(2)在工作台(3)上并列布置时,所述传动装置为涡轮蜗杆传动装置(9),所述涡轮蜗杆传动装置(9)包括主动蜗轮(14)、主动蜗杆(15)、被动涡轮(11)、被动蜗杆(12)和联轴器(13);所述电机(1)的动力输出轴与主动蜗杆(15)固接,主动蜗轮(14)与主动蜗杆(15)相互啮合,主动蜗轮(14)的蜗轮轴的左右两端通过联轴器(13)分别连接有多个依次通过联轴器(13)相互连接的被动蜗杆(12),所述联轴器(13)安装在蜗杆支撑座(10)上;每个试样测试模块(2)的滚珠丝杠(16)的内端固接一与对应被动蜗杆(12)相互啮合的被动涡轮(11)。
19.一种利用权利要求1-12任一项所述的系统的高通量小试样拉、压、弯测试方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:
1)根据多个试样(22)的尺寸和待测力学性能选择各自所需的夹具单元(19),并将各个试样(22)分别固定在所述夹具单元(19)的两个夹持部上;
2)将各夹具单元(19)分别安装在各试样测试模块(2)上,从计算机单元的操作界面选择待测试验类型和输入每个试样(22)的尺寸参数;
3)在操作界面设置速度控制方式控制多个试样的同时启动测试,并实时采集、计算、处理各个试样测试模块(2)的位移传感器(17)和力值传感器(24)的检测数据,并绘制试验过程曲线,直到全部试验结束。
20.根据权利要求19所述的高通量小试样拉、压、弯测试方法,其特征在于:该方法进一步包括:测试前,根据测试需要选择是否加载温度、磁场或腐蚀物理场。
21.根据权利要求19所述的高通量小试样拉、压、弯测试方法,其特征在于:该方法进一步包括:测试前,根据测试需要选择是否对试验过程进行可视化观测。
22.根据权利要求19所述的高通量小试样拉、压、弯测试方法,其特征在于:测试过程中,各试样测试模块(2)独立运行、互不影响,某个试样测试模块(2)试验的结束并不会影响其他试样测试模块(2)试验的继续进行。
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