CN206696086U - 变温条件下偏心载荷拉弯原位测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变温条件下偏心载荷拉弯原位测试装置，包括偏心载荷加载单元、温度场控制单元和位移检测单元等组成。偏心载荷加载单元中载荷通过两端特制夹具的轴承连接传递到试样，拉伸弯曲复合载荷是通过在试样平面和载荷中心线之间放置不同厚度的偏移垫片实现，此时拉伸力与试样中心面不在同一直线上，因此，轴向载荷不仅实现了拉伸作用同时也因使用偏移垫片使拉伸力产生弯曲力矩实现试样的弯曲，使用一套传动机构即实现拉弯复合加载。温度场控制单元通过卤素光束加热灯对试件进行非接触式局部加热，用热电偶测量温度，并实时反馈给温控单元，采用XY轴手动精密微调移动平台对卤素灯的焦点距离就行调节。

Description

变温条件下偏心载荷拉弯原位测试装置

技术领域

本实用新型涉及科学仪器与材料测试技术领域,特别涉及一种变温条件下偏心载荷拉弯原位测试装置。针对变温条件下试件在纯拉伸和拉伸弯曲测试过程中，可以实时的观测试件微观形貌的变化，从而在获得材料在在拉伸弯曲复合载荷下的材料力学参数的同时，通过观测试件的形变、表面缺陷的产生、裂纹的扩展，直至试件断裂破坏，获得材料的微观力学性能，从微观角度，揭示材料的破坏机理。

背景技术

原位测试技术在促进材料科学发展中起了重大作用。能够对材料在拉伸、弯曲、扭转等力学作用下的微观破坏变形进行全程实时动态监测。更深入地了解各种材料及其制品的微观力学行为、损伤机理及材料性能与力学性能的关系。

开发变温环境下材料原位力学性能的测试方法具有重要意义，材料在实际工况下大多存在一定的温度场，如排气系统，医疗器械，高速列车，航天航空材料。高温环境不仅影响材料的宏观机械性能，而且还明显改变材料的微观失效行为和断口形貌。新型高温复合材料的研制、开发与测试技术也越来越受到科研领域和工业制造领域的重视。实际应用中，被破坏的材料通常受到复合载荷作用，因此,探究材料在力热耦合方面的拉弯力学性能演化机制显得尤为重要。可控温度的拉伸弯曲测试可实现在不同温度、不同纯拉伸载荷、不同拉伸弯曲复合载荷下的材料微观力学性能的精准测试对解析高温条件、复合载荷模式作用下材料的力学性能及其变性损伤机制有着不可忽视的现实意义

在变温条件下偏心载荷拉弯原位测试装置技术应用之前，做的都是传统的拉伸、三点弯曲、四点弯曲、或者它们之间的组合加载，对偏心载荷拉弯确鲜有研究，而由于偏心拉伸载荷产生弯矩导致材料受拉伸弯曲作用更为常见。近年来，层合板复合材料尤其是聚合物基层合板复合材料得到了飞跃发展，但是传统的二维织物增强树脂基层合板复合材料由于其抵抗板厚方向载荷的能力较弱，容易产生分层破坏，限制了它的应用；层间断裂或脱层是复合材料的主要破坏模式之一。特别是像航空机械采用碳纤维/环氧树脂层合板复合材料时，由于受冲击后拉伸压缩等力学载荷特性的支配下不得不增加结构材料的尺寸以提高其抗分层能力。而偏载荷拉伸尤其适合层合板复合材料的研究，以来测试层合板中各组成成分材料的力学性能,为复合材料层合板性能的预估、变形及破坏机理的研究奠定基础。

目前，材料力学原位测试装置中未有将温度场和拉弯力场相结合的测试装置，并且拉弯复合载荷加载方式是通过偏心拉伸的加载来实现，区别于传统的拉伸三/四点弯曲加载方式，因此开发变温条件下偏心载荷拉弯原位测试装置，对研究不同温度场材料在拉伸-弯曲复合载荷下的力学性能和变形损伤具有重要意义，尤其是此拉弯加载方式对研究复合材料层间断裂和脱层具有重大的指导意义。

发明内容

本实用新型的目的在与提供一种变温条件下偏心载荷拉弯原位测试装置，解决了现有技术存在的上述问题。本实用新型通过非接触式加热方式调节温度，实现变温条件下纯拉伸或拉伸弯曲测试，并可与显微成像设备相互兼容，对材料力学性能测试过程进行原位实时动态观测。精确地检测变温条件下试件在纯拉伸或拉伸弯曲作用下的材料力学性能和试件微观组织结构与变形损伤机制的相关性规律。通过特制夹具，只需要使用一套电机蜗轮蜗杆机构即可实现对试件的拉伸弯曲复合加载。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

变温条件下偏心载荷拉弯原位测试装置，包括偏心载荷加载单元、温度场控制单元和位移检测单元。偏心载荷加载单元由精密驱动传动单元、夹持及支撑单元组成。所述的精密驱动传动单元由交流伺服电机1,电机法兰盘，蜗杆蜗轮组件、精密直线导轨滑块24，由滚珠丝杠支撑座22、精密双向滚珠丝杠23、滚珠丝杠螺母支架构成的精密双向滚珠丝杠螺母副组成，由速度控制特性好、调速范围大、可以保持恒力矩的交流伺服调速系统与电机作为驱动系统，交流伺服电机1安装在电机法兰盘上，电机法兰盘用螺钉安装在测试平台基座11上，电机输出轴驱动转矩经由第一级蜗轮(2)、第一级蜗杆(3)、第二级蜗轮(5)和第二级蜗杆(6)形成两级减速增扭和换向，以满足低速准静态加载要求，第二级蜗轮(5)安装在精密双向滚珠丝杠螺母副上，精密双向滚珠丝杠螺母副通过丝杆支撑座22安装在基座11上，丝杠螺母通过丝杠螺母套与拉伸平台Ⅰ、Ⅱ13、25紧固连接，拉伸平台Ⅰ、Ⅱ13、25分别与精密直线导轨滑块24紧固连接，精密直线导轨滑块24运动方向与精密滚珠丝杠23轴线方向一致，并且两直线导轨同一平面安装固定于基座11上，确保拉伸平台Ⅰ、Ⅱ13、25平稳运行，保证动力传递水平平稳；双向滚珠丝杠螺母副将蜗轮蜗杆副的旋转运动转化为同步双向直线运动，进而带动安装在螺母副上面的拉伸平台Ⅰ、Ⅱ13、25实现同步双向直线运动。

图中所述的夹持及支撑单元由夹具支撑座Ⅰ、Ⅱ27、34，精密轴承39，转轴40，夹具转动台Ⅰ、Ⅱ28、33，第一垫板36，第二垫板37，夹具盖板Ⅰ、Ⅱ39、31组成。试件夹具支撑座Ⅰ安装在下面的精密导轨滑块16上，对其进行导向，并与力传感器15固定连接，直接获得拉伸过程中的载荷信号。精密导轨滑块16固定于垂直固定板Ⅰ、Ⅱ17、21，垂直固定板Ⅰ、Ⅱ17、21又与连接平台Ⅰ、Ⅱ14、26紧固连接，夹持及支撑单元与测试平台成垂直布置，便于与温度场模块与位移检测模块的集成。夹具转动台Ⅰ、Ⅱ28、33与转轴 40通过预紧螺钉35固定连接，并通过紧密轴承39绕转轴40自由旋转。在试样30与夹具转动台Ⅰ、Ⅱ28、33之间放置不同厚度的第一垫板(36)、第二垫板(37)，第一垫板(36)的厚度为1毫米或2毫米或3毫米或5毫米，第二垫板(37)的厚度为1毫米或2毫米或3毫米或5毫米，此时拉伸力与试样中心面不在同一直线上，因此，轴向载荷不仅实现了拉伸作用同时也因使用偏移垫片使拉伸力产生衍生弯曲力矩实现试样的弯曲。当不使用垫片时，轴向载荷与试样中心面在一条直线上，实现测试装置纯拉伸。夹具盖板Ⅰ、Ⅱ39、31与试件30连接处均采用滚花处理，实现夹具与试件的紧固连接。第一垫板(36)、第二垫板(37)和夹具转动台上Ⅰ、Ⅱ28、33制有凹槽，用于定位放置试样。拉伸弯曲过程中采用精密轴承39连接的夹具转动台Ⅰ、Ⅱ28、 33，其自由旋转会使转动台与夹具支撑座Ⅰ、Ⅱ27、34成一角度，实现试样 30的弯曲。为使特制夹具便于安装，连接平台Ⅰ、Ⅱ14、26设计成凹形。夹具支撑座Ⅰ、Ⅱ27、34分别固定安装在连接平台Ⅰ、Ⅱ14、26上，随着拉伸平台Ⅰ、Ⅱ13、25做同步双向直线运动，从而对试件施加拉伸力，而且可以保证试件中心位置不动。

所述的温度场控制单元包括卤素聚光加热灯20，高精度热电偶，卤素聚光加热灯专用电源，XY轴手动精密微调移动平台Ⅱ18。所述的卤素聚光加热灯专用电源对卤素聚光加热灯20进行供电，卤素聚光加热灯20的热源聚光在反射镜上，对试件进行非接触式局部加热，提高电力转换效率，最高温度达600℃，通过全金蒸镜在焦点部能够快速升温。通过调节对卤素聚光加热灯 20的供电电压,试件在不同的供电电压下会在不同的温度下能达到热平衡,进而完成对试件的变温加载。采用高精度热电偶对温度进行测量并反馈，实现对试件温度的闭环控制。卤素聚光加热灯20通过连接座19与XY轴手动精密微调移动平台Ⅱ18连接，通过调节X轴微调平台调节卤素聚光加热灯20 的焦点距离和调节Y轴微调平台调节试件30加热位置。此温度场加载单元与力学加载模块有较好的结构兼容性，装置整体采用耐高温材料304不锈钢制造，减小温度的影响。

所述的位移检测单元有精密光栅尺12，激光位移传感器9，XY轴手动精密微调移动平台Ⅰ10。采用精密光栅尺12测量试件拉伸方向位移，精密光栅尺读数头与拉伸平台Ⅰ13紧固连接，并且读数头运动方向与测试试件30进行拉伸受力方向一致，光栅尺读数头与光栅尺主尺产生相对位移反映测试试件变形，精密光栅尺12将变形信号以数字量形式输出。采用激光位移传感器9 直接测量抛光打磨后的试件弯曲方向变形量，激光位移传感器9安装在XY轴手动精密微调移动平台Ⅰ10上，手动调节X轴平台可调节激光点打到试件的位置；因激光位移传感器精度高，量程小，通过手动调节Y轴移动平台即可解决试件变形超出位移传感器量程的情况。

一种偏心载荷拉弯原位测试装置试件弯曲挠度和转角测试方法：此种方案只需要一套电机蜗轮蜗杆机构即可实现对试件的拉伸弯曲复合加载。并且此弯曲加载方式与传统的三点弯曲、四点弯曲不同，此种弯曲是由于拉伸力与试样的中心面不在一条直线上，导致了衍生力矩，在生产生活中是一种很常见的现象。对于此装置，通过施加不同厚度的垫片，可以改变此衍生弯矩的大小。当试件宽度为b、厚度为t、标距长为l、偏移量为h时

令

则在试件标距上弯曲挠度公式为

转角方程为

当时，即试件中心处有最大弯曲挠度值为

当x＝0时，即试件端点处有最大转角值为

本实用新型的有益效果在于：在整体结构上,该测试装置结构紧凑,机械加载模块、位移检测模块和温度场模块有效地集成，并与成像显微镜相兼容,对测试过程进行实时观察,实现原位观测。在施加拉伸弯曲复合加载方面，该装置采用偏心轴向载荷实现拉伸作用的同时也因使用偏移垫片使拉伸力产生弯曲力矩实现了试样的弯曲加载。通过特制夹具只需要一套电机蜗轮蜗杆机构即可实现对试件的拉伸弯曲复合加载。在施加温度场方面该装置采用卤素聚光加热灯非接触式局部加热,结构简单控制方便,结合热平衡原理可以实现较大范围内的温度调节。该测试装置迎合当前材料力学性能测试的发展需求,开发了一种可以基于温度场的材料原位拉伸弯曲力学测试平台,不但可以满足标准的材料机械性能测试过程,而且在原位力学测试中为材料力学性能的温度场响应提供了技术手段。本测试装置提供了一种能够与热场耦合的跨尺度微纳米级材料原位拉伸弯曲测试装置,有广阔的应用前景。

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为本实用新型的左视示意图。

图4为本实用新型的后视示意图。

图5为本实用新型试件夹具部分的结构示意图。

图中：1、交流伺服电机；2、第一蜗轮；3、第一蜗杆；4、传动轴；5、第二蜗轮；6、第二蜗杆；7、轴承座；8、轴承；9、激光位移传感器；10、 XY轴手动精密微调移动平台Ⅰ；11、测试平台基座；12、精密光栅尺；13、拉伸平台Ⅰ；14、连接平台Ⅱ；15、力传感器；16、精密导轨滑块；17、垂直固定板Ⅰ；18、XY轴手动精密微调移动平台Ⅱ；19、连接座；20、卤素聚光加热灯；21、垂直固定板Ⅱ；22、滚珠丝杠支撑座；23、精密双向滚珠丝杠；24、精密直线导轨滑块；25、拉伸平台Ⅱ；26、连接平台Ⅱ；27、夹具支撑座Ⅰ；28、夹具转动台Ⅰ；29、夹具盖板Ⅰ；30、试件；31、夹具盖板Ⅱ；32、夹具滚花；33、夹具转动台Ⅱ；34、夹具支撑座Ⅱ；35、预紧螺钉；36、第一垫板；37、第二垫板；38、螺钉；39、精密轴承；40、转轴。

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至图5所示,本实用新型的变温条件下偏心载荷拉弯原位测试装置，包括偏心载荷加载单元、温度场控制单元和位移检测单元。其中偏心载荷加载单元由精密驱动传动单元、夹持及支撑单元组成。所述的精密驱动传动单元由交流伺服电机1,电机法兰盘，蜗杆蜗轮组件、精密直线导轨滑块24，由滚珠丝杠支撑座22、精密双向滚珠丝杠23、滚珠丝杠螺母支架构成的精密双向滚珠丝杠螺母副组成，由速度控制特性好、调速范围大、可以保持恒力矩的交流伺服调速系统与电机作为驱动系统，交流伺服电机1安装在电机法兰盘上，电机法兰盘用螺钉安装在测试平台基座11上，电机输出轴驱动转矩经由第一级蜗轮(2)、第一级蜗杆(3)、第二级蜗轮(5)和第二级蜗杆(6) 形成两级减速增扭和换向，以满足低速准静态加载要求，第二级蜗轮(5)安装在精密双向滚珠丝杠螺母副上，精密双向滚珠丝杠螺母副通过丝杆支撑座 22安装在基座11上，丝杠螺母通过丝杠螺母套与拉伸平台Ⅰ、Ⅱ13、25紧固连接，拉伸平台Ⅰ、Ⅱ13、25分别与精密直线导轨滑块24紧固连接，精密直线导轨滑块24运动方向与精密滚珠丝杠23轴线方向一致，并且两直线导轨同一平面安装固定于基座11上，确保拉伸平台Ⅰ、Ⅱ13、25平稳运行，保证动力传递水平平稳；双向滚珠丝杠螺母副将蜗轮蜗杆副的旋转运动转化为同步双向直线运动，进而带动安装在螺母副上面的拉伸平台Ⅰ、Ⅱ13、25实现同步双向直线运动。

所述的夹持及支撑单元由夹具支撑座Ⅰ、Ⅱ27、34，精密轴承39，转轴 40，夹具转动台Ⅰ、Ⅱ28、33，第一垫板36，第二垫板37，夹具盖板Ⅰ、Ⅱ39、31组成。试件夹具支撑座Ⅰ安装在下面的精密导轨滑块16上，对其进行导向，并与力传感器15固定连接，直接获得拉伸过程中的载荷信号。精密导轨滑块16固定于垂直固定板Ⅰ、Ⅱ17、21，垂直固定板Ⅰ、Ⅱ17、21又与连接平台Ⅰ、Ⅱ14、26紧固连接，夹持及支撑单元与测试平台成垂直布置，便于与温度场模块与位移检测模块的集成。夹具转动台Ⅰ、Ⅱ28、33与转轴 40通过预紧螺钉35固定连接，并通过紧密轴承39绕转轴40自由旋转。在试样30与夹具转动台Ⅰ、Ⅱ28、33之间放置不同厚度的第一垫板(36)、第二垫板(37)，第一垫板(36)的厚度为1毫米或2毫米或3毫米或5毫米，第二垫板(37)的厚度为1毫米或2毫米或3毫米或5毫米，此时拉伸力与试样中心面不在同一直线上，因此，轴向载荷不仅实现了拉伸作用同时也因使用偏移垫片使拉伸力产生衍生弯曲力矩实现试样的弯曲。当不使用垫片时，轴向载荷与试样中心面在一条直线上，实现测试装置纯拉伸。夹具盖板Ⅰ、Ⅱ39、31与试件30连接处均采用滚花处理，实现夹具与试件的紧固连接。第一垫板(36)、第二垫板(37)和夹具转动台上Ⅰ、Ⅱ28、33制有凹槽，用于定位放置试样。拉伸弯曲过程中采用精密轴承39连接的夹具转动台Ⅰ、Ⅱ28、 33，其自由旋转会使转动台与夹具支撑座Ⅰ、Ⅱ27、34成一角度，实现试样 30的弯曲。为使特制夹具便于安装，连接平台Ⅰ、Ⅱ14、26设计成凹形。夹具支撑座Ⅰ、Ⅱ27、34分别固定安装在连接平台Ⅰ、Ⅱ14、26上，随着拉伸平台Ⅰ、Ⅱ13、25做同步双向直线运动，从而对试件施加拉伸力，而且可以保证试件中心位置不动。

所述的温度场控制单元包括卤素聚光加热灯20，高精度热电偶，卤素聚光加热灯专用电源，XY轴手动精密微调移动平台Ⅱ18。所述的卤素聚光加热灯专用电源对卤素聚光加热灯20进行供电，卤素聚光加热灯20的热源聚光在反射镜上，对试件进行非接触式局部加热，提高电力转换效率，最高温度达600℃，通过全金蒸镜在焦点部能够快速升温。通过调节对卤素聚光加热灯 20的供电电压,试件在不同的供电电压下会在不同的温度下能达到热平衡,进而完成对试件的变温加载。采用高精度热电偶对温度进行测量并反馈，实现对试件温度的闭环控制。卤素聚光加热灯20通过连接座19与XY轴手动精密微调移动平台Ⅱ18连接，通过调节X轴微调平台调节卤素聚光加热灯20 的焦点距离和调节Y轴微调平台调节试件30加热位置。此温度场加载单元与力学加载模块有较好的结构兼容性，装置整体采用耐高温材料304不锈钢制造，减小温度的影响。

图中所述的位移检测单元有精密光栅尺12，激光位移传感器9，XY轴手动精密微调移动平台Ⅰ10。采用精密光栅尺12测量试件拉伸方向位移，精密光栅尺读数头与拉伸平台Ⅰ13紧固连接，并且读数头运动方向与测试试件30 进行拉伸受力方向一致，光栅尺读数头与光栅尺主尺产生相对位移反映测试试件变形，精密光栅尺12将变形信号以数字量形式输出。采用激光位移传感器9直接测量抛光打磨后的试件弯曲方向变形量，激光位移传感器9安装在 XY轴手动精密微调移动平台Ⅰ10上，手动调节X轴平台可调节激光点打到试件的位置；因激光位移传感器精度高，量程小，通过手动调节Y轴移动平台即可解决试件变形超出位移传感器量程的情况。

一种偏心载荷拉弯原位测试装置试件弯曲挠度和转角测试方法：此种方案只需要一套电机蜗轮蜗杆机构即可实现对试件的拉伸弯曲复合加载。并且此弯曲加载方式与传统的三点弯曲、四点弯曲不同，此种弯曲是由于拉伸力与试样的中心面不在一条直线上，导致了衍生力矩，在生产生活中是一种很常见的现象。对于此装置，通过施加不同厚度的垫片，可以改变此衍生弯矩的大小。当试件宽度为b、厚度为t、标距长为l、偏移量为h时

令

则在试件标距上弯曲挠度公式为

转角方程为

当时，即试件中心处有最大弯曲挠度值为

当x＝0时，即试件端点处有最大转角值为

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 (4)

1.一种变温条件下偏心载荷拉弯原位测试装置，其特征在于：包括偏心载荷加载单元、温度场控制单元和位移检测单元；偏心载荷加载单元由精密驱动传动单元、夹持及支撑单元组成；所述的精密驱动传动单元由交流伺服电机(1)，电机法兰盘，蜗杆蜗轮组件、精密直线导轨滑块(24)，由滚珠丝杠支撑座(22)、精密双向滚珠丝杠(23)、滚珠丝杠螺母支架构成的精密双向滚珠丝杠螺母副组成，由速度控制特性好、调速范围大、可以保持恒力矩的交流伺服调速系统与电机作为驱动系统，交流伺服电机(1)安装在电机法兰盘上，电机法兰盘用螺钉安装在测试平台基座(11)上，电机输出轴驱动转矩经由第一级蜗轮(2)、第一级蜗杆(3)、第二级蜗轮(5)和第二级蜗杆(6)形成两级减速增扭和换向，以满足低速准静态加载要求，第二级蜗轮(5)安装在精密双向滚珠丝杠螺母副上，精密双向滚珠丝杠螺母副通过丝杆支撑座(22)安装在基座(11)上，丝杠螺母通过丝杠螺母套与拉伸平台Ⅰ(13)、拉伸平台Ⅱ(25)紧固连接，拉伸平台Ⅰ(13)、拉伸平台Ⅱ(25)分别与精密直线导轨滑块(24)紧固连接，精密直线导轨滑块(24)运动方向与精密滚珠丝杠(23)轴线方向一致，并且两直线导轨同一平面安装固定于基座(11)上，确保拉伸平台Ⅰ(13)、拉伸平台Ⅱ(25)平稳运行，保证动力传递水平平稳；双向滚珠丝杠螺母副将蜗轮蜗杆副的旋转运动转化为同步双向直线运动，进而带动安装在螺母副上面的拉伸平台Ⅰ(13)、拉伸平台Ⅱ(25)实现同步双向直线运动。

2.根据权利要求1所述的变温条件下偏心载荷拉弯原位测试装置，其特征在于：所述的夹持及支撑单元由夹具支撑座Ⅰ(27)、夹具支撑座Ⅱ(34)、精密轴承(39)、转轴(40)、夹具转动台Ⅰ(28)、夹具转动台Ⅱ(33)、第一垫板(36)、第二垫板(37)，夹具盖板Ⅰ(29)、夹具盖板Ⅱ(31)组成；所述的夹具支撑座Ⅰ(27)安装在下面的精密导轨滑块(16)上，对其进行导向，并与力传感器(15)固定连接，直接获得拉伸过程中的载荷信号；精密导轨滑块(16)固定于垂直固定板Ⅰ(17)、垂直固定板Ⅱ(21)，垂直固定板Ⅰ(17)、垂直固定板Ⅱ(21)又与连接平台Ⅰ(14)、连接平台Ⅱ(26)紧固连接，夹持及支撑单元与测试平台成垂直布置，便于与温度场模块与位移检测模块的集成；夹具转动台Ⅰ(28)、夹具转动台Ⅱ(33)与转轴(40)通过预紧螺钉(35)固定连接，并通过紧密轴承(39)绕转轴(40)自由旋转；在试件(30)与夹具转动台Ⅰ(28)、夹具转动台Ⅱ(33)之间放置不同厚度的第一垫板(36)、第二垫板(37)，第一垫板(36)的厚度为1毫米或2毫米或3毫米或5毫米，第二垫板(37)的厚度为1毫米或2毫米或3毫米或5毫米，此时拉伸力与试件中心面不在同一直线上，因此，轴向载荷不仅实现了拉伸作用同时也因使用偏移垫片使拉伸力产生衍生弯曲力矩实现试件的弯曲；当不使用垫片时，轴向载荷与试件中心面在一条直线上，实现测试装置纯拉伸；夹具盖板Ⅰ(29)、夹具盖板Ⅱ(31)与试件(30)连接处均采用滚花处理，实现夹具与试件的紧固连接；第一垫板(36)、第二垫板(37)和夹具转动台Ⅰ(28)、夹具转动台Ⅱ(33)上制有凹槽，用于定位放置试件；拉伸弯曲过程中采用精密轴承(39)连接的夹具转动台Ⅰ(28)、夹具转动台Ⅱ(33)，其自由旋转会使转动台与夹具支撑座Ⅰ(27)、夹具支撑座Ⅱ(34)成一角度，实现试件(30)的弯曲；为使特制夹具便于安装，连接平台Ⅰ(14)、连接平台Ⅱ(26)设计成凹形；夹具支撑座Ⅰ(27)、夹具支撑座Ⅱ(34)分别固定安装在连接平台Ⅰ(14)、连接平台Ⅱ(26)上，随着拉伸平台Ⅰ(13)、拉伸平台Ⅱ(25)做同步双向直线运动，从而对试件施加拉伸力，而且可以保证试件中心位置不动。

3.根据权利要求1所述的变温条件下偏心载荷拉弯原位测试装置，其特征在于：所述的温度场控制单元包括卤素聚光加热灯(20)，高精度热电偶，卤素聚光加热灯专用电源，XY轴手动精密微调移动平台Ⅱ(18)；所述的卤素聚光加热灯专用电源对卤素聚光加热灯(20)进行供电，卤素聚光加热灯(20)的热源聚光在反射镜上，对试件进行非接触式局部加热，提高电力转换效率，最高温度达600℃，通过全金蒸镜在焦点部能够快速升温；通过调节对卤素聚光加热灯(20)的供电电压，试件在不同的供电电压下会在不同的温度下能达到热平衡，进而完成对试件的变温加载；采用高精度热电偶对温度进行测量并反馈，实现对试件温度的闭环控制；卤素聚光加热灯(20)通过连接座(19)与XY轴手动精密微调移动平台Ⅱ(18)连接，通过调节X轴微调平台调节卤素聚光加热灯(20)的焦点距离和调节Y轴微调平台调节试件(30)加热位置；装置整体采用耐高温材料304不锈钢制造，减小温度的影响。

4.根据权利要求1所述的变温条件下偏心载荷拉弯原位测试装置，其特征在于：所述的位移检测单元有精密光栅尺(12)，激光位移传感器(9)，XY轴手动精密微调移动平台Ⅰ(10)；采用精密光栅尺(12)测量试件拉伸方向位移，精密光栅尺读数头与拉伸平台Ⅰ(13)紧固连接，并且读数头运动方向与试件(30)进行拉伸受力方向一致，光栅尺读数头与光栅尺主尺产生相对位移反映测试试件变形，精密光栅尺(12)将变形信号以数字量形式输出；采用激光位移传感器(9)直接测量抛光打磨后的试件弯曲方向变形量，激光位移传感器(9)安装在XY轴手动精密微调移动平台Ⅰ(10)上，手动调节X轴平台可调节激光点打到试件的位置；因激光位移传感器精度高，量程小，通过手动调节Y轴移动平台即可解决试件变形超出位移传感器量程的情况。