CN203337479U - 力热耦合加载的双轴双向拉伸/压缩原位测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种力热耦合加载的双轴双向拉伸/压缩原位测试系统，属于精密科学仪器领域。测试系统的双轴加载动力由两台直流伺服电机分别提供，经过蜗轮蜗杆、精密左右旋滚珠丝杠等传动元件，可对材料试样进行不同应变速率下的双轴拉伸/压缩加载；通过精密拉压力传感器和精密位移传感器，精确测定在不同加载阶段的载荷/位移信号；测试系统集成了小型化温度加载单元，可对试样提供不同温度场条件。优点在于：体积小巧，双轴载荷互不干扰，双轴双向运动的设置可以实现试样在加载过程中受力敏感区域保持不动，能够结合超景深显微成像组件、金相显微镜等对材料在不同温度、不同的双轴拉伸/压缩载荷条件下的变形行为损伤机制进行深入研究。

Description

力热耦合加载的双轴双向拉伸/压缩原位测试系统

技术领域

    本实用新型涉及精密科学仪器领域，特别涉及一种力热耦合加载的双轴双向拉伸/压缩原位测试系统。是集驱动、加载、检测、力热耦合环境下双轴双向拉伸/压缩力学性能测试以及原位观测于一体的高性能综合精密实验测试平台。

背景技术

原位力学性能测试是指在微/纳米尺度下对试件材料进行力学性能测试的过程中，通过电子显微镜、原子力显微镜以及光学显微镜等仪器对各种载荷作用下材料发生的微观变形、损伤进行全程原位监测的一种力学测试方法。如今利用较多的有原位拉伸/压缩法、纳米压痕法和原位弯曲法等测试方法，原位双轴拉伸/压缩测试也是其中一种，特别适用于各向异性材料的测试，材料的弹性模量、泊松比、屈服强度和断裂强度等力学参数均可通过双轴拉伸测试得到。

膜结构在当今工业体系中应用十分广泛，膜结构已成为继砖石、木材、钢材、混凝土和玻璃之后的第六大建筑材料；PVC膜材料由于其高度的化学稳定性和优良电气绝缘性能，可用于制作防腐管道、输油管道和插头、电缆、开关等构件。但是膜结构展现出明显的非线性和各向异性，对膜结构进行双轴拉伸测试，可测得能够较好地揭示膜材料在不同轴向的力学特性，为探究膜结构及其制品的损伤破坏机理。另外，膜结构易受温度的影响产生老化现象，探究不同温度对膜材料在不同方向的力学性能有很大的意义。

现有的原位双轴测试装置因为不能提供双向运动，受拉伸时试样中央区域在测试时难免会造成窜动，对高分辨率的原位观测带来很大不便；同时，现有的原位双轴拉伸测试系统也鲜有提及能够提供不同温度环境下的功能。

目前应用成熟的双轴拉伸/压缩测试系统由于机械结构较大，不能与显微成像设备兼容，难以在进行载荷测试的同时提供原位监测手段，对各向异性材料在双轴拉伸/压缩载荷下的微观力学行为及损伤机制缺乏有效的研究；传统的大型双轴拉伸试验机对材料试样一般是进行离位测试，将材料加载到一定应变量或断裂后才能由载荷/位移曲线得到弹性模量、泊松比等相关力学参数。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种力热耦合加载的双轴双向拉伸/压缩原位测试系统，解决了现有技术存在的上述问题。具有体积精巧、传动简便和测试精度高等优点，可配合使用金相显微镜、超景深镜头等显微组件对力热耦合环境下双轴拉伸/压缩加载过程中的试样的微观力学特性和损伤机制实施原位观测。测试系统结合软件算法，能够对双轴拉伸/压缩载荷/位移信号进行采集和控制，记录双轴不同加载时序下材料试样的载荷/位移曲线，得到各向异性材料的弹性模量、泊松比等重要力学参数。本实用新型集成了小型化温度加载单元，可对拉伸/压缩载荷下的试样提供不同的温度场条件；能够对双轴拉伸/压缩载荷/位移信号进行采集和控制，记录双轴不同加载时序下材料试样的载荷/位移曲线，并且可配合使用金相显微镜、超景深镜头等显微组件对力热耦合环境下双轴拉伸/压缩加载过程中的试样的微观变形和裂纹的产生及扩展路径实施原位观测。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

力热耦合加载的双轴双向拉伸/压缩原位测试系统，包括电机驱动单元、传动单元、夹持单元、检测单元及温度加载单元，双轴加载动力由两台直流伺服电机分别提供，两路传动过程相同，由直流伺服电机通过蜗轮蜗杆传动副的动力传递，动力传至精密左右旋滚珠丝杠，丝杠螺母和螺母座相连，螺母座在导轨组件的支撑下输出精确双向直线位移；

所述电机驱动单元和传动单元的装配关系是：直流伺服电机Ⅰ1与电机支座Ⅰ29连接，该电机支座Ⅰ29通过沉头螺钉与底座3固定；蜗杆Ⅰ27通过紧固螺钉紧靠在直流伺服电机Ⅰ1输出轴的台阶面上，蜗轮Ⅰ28和精密左右旋滚珠丝杠Ⅰ25端部亦通过紧固螺钉固定，该精密滚珠丝杠Ⅰ25外装精密轴承，由丝杠支座Ⅰ26支撑，丝杠支座Ⅰ26和底座3通过沉头螺钉连接；丝杠螺母Ⅰ、Ⅱ45、46通过沉头螺钉和螺母座Ⅰ、Ⅱ24、11相连，螺母座Ⅰ、Ⅱ24、11由导轨组件Ⅰ40提供支撑导向，保证螺母座Ⅰ、Ⅱ24、11受力平稳，不会因为力矩的存在而产生倾覆现象；

另一路电机驱动单元和传动单元的相互关系如前所述，具体装配关系是：直流伺服电机Ⅱ2与电机支座Ⅱ4连接，该电机支座Ⅱ4通过沉头螺钉与底座3固定；蜗杆Ⅱ5通过紧固螺钉紧靠在直流伺服电机Ⅱ2输出轴的台阶面上，蜗轮Ⅱ31和精密左右旋滚珠丝杠Ⅱ7端部亦通过紧固螺钉固定，该精密滚珠丝杠Ⅱ7外装精密轴承，由丝杠支座Ⅱ6支撑，丝杠支座Ⅱ6和底座3通过沉头螺钉连接；丝杠螺母Ⅲ、Ⅳ47、48通过沉头螺钉和螺母座Ⅲ、Ⅳ8、19相连，螺母座Ⅲ、Ⅳ8、19分别由导轨组件Ⅱ、Ⅲ32、39提供支撑导向。

所述的检测单元包括精密拉压力力传感器Ⅰ、Ⅱ12、17和LVDT直线精密位移传感器Ⅰ、Ⅱ14、20，其中一轴的拉压力传感器Ⅰ12导杆一端安装于连接座Ⅰ41的孔内，另一端和支撑板Ⅰ33通过螺纹连接，由螺母拧紧；精密位移传感器Ⅰ14基体和螺母座Ⅱ11的凸台孔间隙配合，通过紧固螺钉来紧固，精密位移传感器Ⅰ14的可伸缩探头和挡板Ⅰ36始终保持弹性接触，挡板Ⅰ36由螺钉安装在螺母座Ⅰ24上；另一轴的检测单元的相互关系是力传感器Ⅱ17的导杆依靠螺纹连接座Ⅱ43和支撑板Ⅱ34；精密位移传感器Ⅱ20基体和螺母座Ⅳ19的凸台孔间隙配合，前端可伸缩探头始终弹性接触挡板Ⅱ37，挡板Ⅱ37和螺母座Ⅲ8紧固连接；安装时需要注意保证拉压力传感器Ⅰ、Ⅱ12、17和精密位移传感器Ⅰ、Ⅱ14、20分别与双轴拉伸/压缩的载荷作用方向保持一致。

所述的提供双轴双向直线运动的两根精密左右旋滚珠丝杠Ⅰ、Ⅱ25、7两端设有小导程滚道，呈现空间交叉布置，能够带动相对的螺母座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ24、11、8、19相向动作，该精密左右旋滚珠丝杠Ⅰ、Ⅱ25、7的在拉伸/压缩加载时可保证试样21中心区域保持不动，便于同时对试样21的微观力学行为进行原位观测。

所述的夹持单元由四块支撑架Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ23、13、9、16和四块压板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ22、15、10、18组成，由支撑架的凹槽提供对试样21的定位；支撑架Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ23、13、9、16分别与螺母座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ24、11、8、19通过沉头螺钉连接，支撑架Ⅱ、Ⅳ13、16通过连接座Ⅰ、Ⅱ41、43与交叉导轨Ⅰ、Ⅱ42、44相连，只允许各自轴向的支撑架Ⅱ、Ⅳ13、16的单向运动；采用十字形被测试样21，对试样21的十字臂进行夹紧，尽可能减少夹具对试样21中心区域的影响。

所述的测试系统集成了小型化温度加载单元由电阻丝35和加热控制器30组成，所述加热控制器30通过连接导线38与电阻丝35连接，将试样22加热到预定温度，提供双轴双向拉伸/压缩加载测试的不同温度场条件。同时，夹具单元需要采用隔热材料制成，以减少温度场对周围机械结构和检测单元的影响。

所述的拉伸/压缩装置的双轴加载可实现分别驱动，加载时序分别调控，可对试样22进行不同应变速率下的双轴拉伸/压缩过程。系统结构小巧紧凑，能够和金相显微镜、超景深镜头等显微组件相兼容，对力热耦合情况下各向异性膜材料的双轴拉伸压缩整个力学过程提供原位监测。

    本实用新型的有益效果在于：与传统技术相比，本实用新型具有体积精巧、传动简便和测试精度高等特点，系统集成了小型化温度加载单元，便于测试膜材料在高于室温环境下的老化现象和力学特性；测试系统可和超景深镜头、金相显微镜等成像设备相互兼容，能够揭示各向异性材料在力热耦合环境下的微观变形和裂纹扩展行为。结合上位机相关软件算法，可自动拟合生成弯曲载荷作用下的应力应变曲线，得到弹性模量、泊松比、屈服强度和断裂强度等力学参数。本实用新型提供了一种力热耦合加载的双轴双向拉伸/压缩材料微观力学性能原位测试系统，拥有很强的实用性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的俯视示意图；

图3为本实用新型的主视示意图；

图4为本实用新型的夹具单元的结构示意图；

图5为本实用新型的左右旋滚珠丝杠的布局示意图。

图中：1、直流电机Ⅰ；2、直流电机Ⅱ；3、底座；4、电机支座Ⅱ；5、蜗杆Ⅱ；6、丝杠支座Ⅱ；7、左右旋滚珠丝杠Ⅱ；8、螺母座Ⅲ；9、支撑架Ⅲ；10、压板Ⅲ；11、螺母座Ⅱ；12、拉压力传感器Ⅰ；13、支撑架Ⅱ；14、直线精密位移传感器Ⅰ；15、压板Ⅱ；16、支撑架Ⅳ；17、拉压力传感器Ⅱ；18、压板Ⅳ；19、螺母座Ⅳ；20、直线精密位移传感器Ⅱ；21、试样；22、压板Ⅰ；23、支撑架Ⅰ；24、螺母座Ⅰ；25、左右旋滚珠丝杠Ⅰ；26、丝杠支座Ⅰ；27、蜗杆Ⅰ；28、蜗轮Ⅰ；29、电机支座Ⅰ；30、加热控制器；31、蜗轮Ⅱ；32、导轨组件Ⅱ；33、支撑板Ⅰ；34、支撑板Ⅱ；35、电阻丝；36、挡板Ⅰ；37、挡板Ⅱ；38、连接导线；39、导轨组件Ⅲ；40、导轨组件Ⅰ；41、连接座Ⅰ；42、交叉导轨Ⅰ；43、连接座Ⅱ；44、交叉导轨Ⅱ；45、丝杠螺母Ⅰ；46、丝杠螺母Ⅱ；47、丝杠螺母Ⅲ；48、丝杠螺母Ⅳ。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的详细内容及其具体实施方式。

参见图1，本实用新型的力热耦合加载的双轴双向拉伸/压缩原位测试系统，包括电机驱动单元、传动单元、夹持单元、检测单元及温度加载单元，双轴加载动力由两台直流伺服电机分别提供，两路传动过程相同，由直流伺服电机通过蜗轮蜗杆传动副的动力传递，动力传至精密左右旋滚珠丝杠，丝杠螺母和螺母座相连，螺母座在导轨组件的支撑下输出精确双向直线位移；蜗轮蜗杆副均可提供1:40的大减速比，可将直流伺服电机Ⅰ、Ⅱ1、2输出的驱动转矩实现较大程度的减速增矩，最终输出超低应变速率，以满足超低速准静态加载的测试要求。

所述电机驱动单元和传动单元的装配关系是：直流伺服电机Ⅰ1与电机支座Ⅰ29连接，该电机支座Ⅰ29通过沉头螺钉与底座3固定；蜗杆Ⅰ27通过紧固螺钉紧靠在直流伺服电机Ⅰ1输出轴的台阶面上，蜗轮Ⅰ28和精密左右旋滚珠丝杠Ⅰ25端部亦通过紧固螺钉固定，该精密滚珠丝杠Ⅰ25外装精密轴承，由丝杠支座Ⅰ26支撑，丝杠支座Ⅰ26和底座3通过沉头螺钉连接；丝杠螺母Ⅰ、Ⅱ45、46通过沉头螺钉和螺母座Ⅰ、Ⅱ24、11相连，螺母座Ⅰ、Ⅱ24、11由导轨组件Ⅰ40提供支撑导向，保证螺母座Ⅰ、Ⅱ24、11受力平稳，不会因为力矩的存在而产生倾覆现象；

另一路电机驱动单元和传动单元的相互关系如前所述，具体装配关系是：直流伺服电机Ⅱ2与电机支座Ⅱ4连接，该电机支座Ⅱ4通过沉头螺钉与底座3固定；蜗杆Ⅱ5通过紧固螺钉紧靠在直流伺服电机Ⅱ2输出轴的台阶面上，蜗轮Ⅱ31和精密左右旋滚珠丝杠Ⅱ7端部亦通过紧固螺钉固定，该精密滚珠丝杠Ⅱ7外装精密轴承，由丝杠支座Ⅱ6支撑，丝杠支座Ⅱ6和底座3通过沉头螺钉连接；丝杠螺母Ⅲ、Ⅳ47、48通过沉头螺钉和螺母座Ⅲ、Ⅳ8、19相连，螺母座Ⅲ、Ⅳ8、19分别由导轨组件Ⅱ、Ⅲ32、39提供支撑导向。

所述的检测单元包括精密拉压力力传感器Ⅰ、Ⅱ12、17和LVDT直线精密位移传感器Ⅰ、Ⅱ14、20，其中一轴的拉压力传感器Ⅰ12导杆一端安装于连接座Ⅰ41的孔内，另一端和支撑板Ⅰ33通过螺纹连接，由螺母拧紧；精密位移传感器Ⅰ14基体和螺母座Ⅱ11的凸台孔间隙配合，通过紧固螺钉来紧固，精密位移传感器Ⅰ14的可伸缩探头和挡板Ⅰ36始终保持弹性接触，挡板Ⅰ36由螺钉安装在螺母座Ⅰ24上；另一轴的检测单元的相互关系是力传感器Ⅱ17的导杆依靠螺纹连接座Ⅱ43和支撑板Ⅱ34；精密位移传感器Ⅱ20基体和螺母座Ⅳ19的凸台孔间隙配合，前端可伸缩探头始终弹性接触挡板Ⅱ37，挡板Ⅱ37和螺母座Ⅲ8紧固连接；安装时需要注意保证拉压力传感器Ⅰ、Ⅱ12、17和精密位移传感器Ⅰ、Ⅱ14、20分别与双轴拉伸/压缩的载荷作用方向保持一致，以确保载荷/位移信号的同步性和准确性。

所述的提供双轴双向直线运动的两根精密左右旋滚珠丝杠Ⅰ、Ⅱ25、7两端设有小导程滚道，呈现空间交叉布置，能够带动相对的螺母座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ24、11、8、19相向动作，该精密左右旋滚珠丝杠Ⅰ、Ⅱ25、7的在拉伸/压缩加载时可保证试样21中心区域保持不动，便于同时对试样21的微观力学行为进行原位观测。

所述的夹持单元由四块支撑架Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ23、13、9、16和四块压板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ22、15、10、18组成，由支撑架的凹槽提供对试样21的定位；支撑架Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ23、13、9、16分别与螺母座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ24、11、8、19通过沉头螺钉连接，支撑架Ⅱ、Ⅳ13、16通过连接座Ⅰ、Ⅱ41、43与交叉导轨Ⅰ、Ⅱ42、44相连，只允许各自轴向的支撑架Ⅱ、Ⅳ13、16的单向运动；采用十字形被测试样21，对试样21的十字臂进行夹紧，尽可能减少夹具对试样21中心区域的影响。

所述的测试系统集成了小型化温度加载单元由电阻丝35和加热控制器30组成，所述加热控制器30通过连接导线38与电阻丝35连接，将试样22加热到预定温度，提供双轴双向拉伸/压缩加载测试的不同温度场条件。同时，夹具单元需要采用隔热材料制成，以减少温度场对周围机械结构和检测单元的影响。

所述的拉伸/压缩装置的双轴加载可实现分别驱动，加载时序分别调控，可对试样22进行不同应变速率下的双轴拉伸/压缩过程。系统结构小巧紧凑，能够和金相显微镜、超景深镜头等显微组件相兼容，对力热耦合情况下各向异性膜材料的双轴拉伸压缩整个力学过程提供原位监测。

本实用新型在进行测试前，需要对测试系统的机械结构进行刚度标定，以消除制造装配误差对载荷/位移信号的干扰，并将刚度影响系数添加到应力/应变曲线中去。另外，测试前的温度加载单元的标定工作也不可忽视，提供温度加载的准确性，争取将温度波动控制在一定范围内。

在原位测试时，可以先控制温度加载，一段时间后将试样中心温度升到指定值，为避免温度对显微组件的影响，在试样和镜头之间隔绝一层隔热玻璃；此时可在十字试样上方调节超景深显微镜头的位置，直到视野中能能够呈现清晰的图像，驱动双轴加载，可以控制两个方向的加载时序，测定不同应变速率和应力状况下的载荷和位移，并可以在超景深组件的支持下在线观察试样的微观变形和裂纹的产生及扩展路径。

以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡对本实用新型所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种力热耦合加载的双轴双向拉伸/压缩原位测试系统，其特征在于：包括电机驱动单元、传动单元、夹持单元、检测单元及温度加载单元，双轴加载动力由两台直流伺服电机分别提供，两路传动过程相同，由直流伺服电机通过蜗轮蜗杆传动副的动力传递，动力传至精密左右旋滚珠丝杠，丝杠螺母和螺母座相连，螺母座在导轨组件的支撑下输出精确双向直线位移；

所述电机驱动单元和传动单元的装配关系是：直流伺服电机Ⅰ（1）与电机支座Ⅰ（29）连接，该电机支座Ⅰ（29）通过沉头螺钉与底座（3）固定；蜗杆Ⅰ（27）通过紧固螺钉紧靠在直流伺服电机Ⅰ（1）输出轴的台阶面上，蜗轮Ⅰ（28）和精密左右旋滚珠丝杠Ⅰ（25）端部亦通过紧固螺钉固定，该精密滚珠丝杠Ⅰ（25）外装精密轴承，由丝杠支座Ⅰ（26）支撑，丝杠支座Ⅰ（26）和底座（3）通过沉头螺钉连接；丝杠螺母Ⅰ、Ⅱ（45、46）通过沉头螺钉和螺母座Ⅰ、Ⅱ（24、11）相连，螺母座Ⅰ、Ⅱ（24、11）由导轨组件Ⅰ（40）提供支撑导向，保证螺母座Ⅰ、Ⅱ（24、11）受力平稳，不会因为力矩的存在而产生倾覆现象；

另一路电机驱动单元和传动单元的装配关系是：直流伺服电机Ⅱ（2）与电机支座Ⅱ（4）连接，该电机支座Ⅱ（4）通过沉头螺钉与底座（3）固定；蜗杆Ⅱ（5）通过紧固螺钉紧靠在直流伺服电机Ⅱ（2）输出轴的台阶面上，蜗轮Ⅱ（31）和精密左右旋滚珠丝杠Ⅱ（7）端部亦通过紧固螺钉固定，该精密滚珠丝杠Ⅱ（7）外装精密轴承，由丝杠支座Ⅱ（6）支撑，丝杠支座Ⅱ（6）和底座（3）通过沉头螺钉连接；丝杠螺母Ⅲ、Ⅳ（47、48）通过沉头螺钉和螺母座Ⅲ、Ⅳ（8、19）相连，螺母座Ⅲ、Ⅳ（8、19）分别由导轨组件Ⅱ、Ⅲ（32、39）提供支撑导向。

2.根据权利要求1所述的力热耦合加载的双轴双向拉伸/压缩原位测试系统，其特征在于：所述的检测单元包括精密拉压力力传感器Ⅰ、Ⅱ（12、17）和直线精密位移传感器Ⅰ、Ⅱ（14、20），其中一轴的拉压力传感器Ⅰ（12）导杆一端安装于连接座Ⅰ（41）的孔内，另一端和支撑板Ⅰ（33）通过螺纹连接，由螺母拧紧；精密位移传感器Ⅰ（14）基体和螺母座Ⅱ（11）的凸台孔间隙配合，通过紧固螺钉来紧固，精密位移传感器Ⅰ（14）的可伸缩探头和挡板Ⅰ（36）始终保持弹性接触，挡板Ⅰ（36）由螺钉安装在螺母座Ⅰ（24）上；另一轴的检测单元的相互关系是力传感器Ⅱ（17）的导杆依靠螺纹连接座Ⅱ（43）和支撑板Ⅱ（34）；精密位移传感器Ⅱ（20）基体和螺母座Ⅳ（19）的凸台孔间隙配合，前端可伸缩探头始终弹性接触挡板Ⅱ（37），挡板Ⅱ（37）和螺母座Ⅲ（8）紧固连接；安装时保证拉压力传感器Ⅰ、Ⅱ（12、17）和精密位移传感器Ⅰ、Ⅱ（14、20）分别与双轴拉伸/压缩的载荷作用方向保持一致。

3.根据权利要求1所述的力热耦合加载的双轴双向拉伸/压缩原位测试系统，其特征在于：所述的精密左右旋滚珠丝杠Ⅰ、Ⅱ（25、7）两端设有小导程滚道，呈现空间交叉布置，能够带动相对的螺母座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（24、11、8、19）相向动作，该精密左右旋滚珠丝杠Ⅰ、Ⅱ（25、7）的在拉伸/压缩加载时可保证试样（21）中心区域保持不动，便于同时对试样（21）的微观力学行为进行原位观测。

4.根据权利要求1所述的力热耦合加载的双轴双向拉伸/压缩原位测试系统，其特征在于：所述的夹持单元由四块支撑架Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（23、13、9、16）和四块压板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（22、15、10、18）组成，由支撑架的凹槽提供对试样（21）的定位；支撑架Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（23、13、9、16）分别与螺母座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（24、11、8、19）通过沉头螺钉连接，支撑架Ⅱ、Ⅳ（13、16）通过连接座Ⅰ、Ⅱ（41、43）与交叉导轨Ⅰ、Ⅱ（42、44）相连，只允许各自轴向的支撑架Ⅱ、Ⅳ（13、16）的单向运动；采用十字形被测试样（21），对试样（21）的十字臂进行夹紧，减少夹具对试样（21）中心区域的影响。

5.根据权利要求1所述的力热耦合加载的双轴双向拉伸/压缩原位测试系统，其特征在于：所述的温度加载单元由电阻丝（35）和加热控制器（30）组成，所述加热控制器（30）通过电阻丝（35）将试样（22）加热到预定温度，提供双轴双向拉伸/压缩加载测试的不同温度场条件。

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