多载荷耦合加载的试件夹具及其多物理场耦合加载方法

摘要

本发明涉及一种多载荷耦合加载的试件夹具及其多物理场耦合加载方法，属于材料微观力学性能测试领域。通过在夹具上加工凹槽，试件置入凹槽后通过压板压紧，实现夹具向试件施加拉伸、弯曲、扭转等机械载荷。通过氮化硅加热片与试件接触进行传导加热，并通过热电偶实现温度反馈，实现对被测样品施加热场加载。通过向试件通入可控电流实现对试件样品的电场加载。通过两个磁感应线圈，实现对被测样品的磁场加载。结构简单紧凑、方法科学合理、性能稳定可靠，可实现对被测样品材料的大范围温度加载、精确的电流加载以及可控的磁场加载，能够为材料试验提供更接近服役条件下的复合载荷加载及热场、电场和磁场的模拟，具有重要的理论意义和应用价值。

主权项

一种多载荷耦合加载的试件夹具，其特征在于：用于对试件（17）施加拉伸、弯曲、扭转载荷条件下对试件的夹持，同时通过热场加载模块、电场加载模块、磁场加载模块实现对被测材料样品的热场、电场与磁场的耦合加载，加热片压板（4）将氮化硅加热片（25）压紧，固定到上压板（3）的凹槽里，三者连接成一个整体，上压板（3）与下压板（5）通过左圆柱销（18）铰链连接，下压板（5）上设有与试件夹持端外形尺寸相同的凹槽，上压板（3）向上旋转打开夹具，将试件夹持端置入凹槽，再向下旋转上压板（3）贴紧试件（17），最后分别锁紧摆动螺栓上的螺母，实现试件（17）的夹紧；所述热场加载模块是：氮化硅加热片（25）与试件（17）的夹持端接触，热电偶（16）测量试件（17）的温度，并将温度信号反馈给控制器（22），控制器（22）再向稳压电源（23）发出信号，改变施加在氮化硅加热片（25）上的电压，进而控制加热片的发热功率，使试件达到设定温度；硬云母板（6）减慢热量向右侧传播速度，并增大温度梯度，冷却连接座（7）内设有流道，冷却水从进水口（11）流入，吸收热量后从另一侧出水口流出；隔热板（9）连接冷却连接座（7）和后面的传感器；所述电场加载模块是：下压板（5）通过铜螺钉（14）与电极（13）固定连接，电场电源（21）输出的电流通过下压板（5）导入到试件（17）中，另一端的夹具上接有负极，形成闭合回路；所述磁场加载模块是：磁场电源（24）向螺线圈（1）通入电流，使试件（17）处于磁场之中，螺线圈（1）通过螺线圈固定筒（2）固定在下压板（5）上。