拉伸-剪切复合加载模式下材料微观力学性能原位测试装置

摘要

本发明涉及一种拉伸-剪切复合加载模式下材料微观力学性能原位测试装置，属于原位力学性能测试领域。拉伸模块和剪切模块的分别由电机动力组件、传动组件及执行组件、装夹支撑组件、信号检测及控制组件构成；剪切模块还包括压电驱动组件，可以对试件施加高频剪切疲劳载荷。由空心杯转子直流电机与行星齿轮减速箱连接，且通过蜗轮蜗杆传动部件与精密双向滚珠丝杠连接，与滚珠丝杠螺母相连的方螺母通过两侧导轨支持导向。两种载荷均分别依靠精密力传感器和直线电位器收集力和位移信号。本发明体积小巧、结构紧凑、测试精度高，能够实现拉伸剪切两种载荷在不同应变速率和应力比下的测试，并可与金相显微镜等显微成像设备的载物平台相互兼容。

主权项

一种拉伸‑剪切复合加载模式下材料微观力学性能原位测试装置，其特征在于：包括拉伸加载模块和剪切加载模块两部分，拉伸加载模块和剪切加载模块的主体结构分别由动力组件、传动及执行组件、信号检测及控制组件、装夹支撑组件构成；所述拉伸加载模块的动力组件、传动及执行组件的装配关系是：空心杯转子直流电机Ⅰ（2）与行星齿轮减速箱Ⅰ（3）相连，再通过蜗杆蜗轮副与精密双向滚珠丝杠Ⅰ（39）连接，拉伸方螺母Ⅰ、Ⅱ（27、43）分别与双向滚珠丝杠螺母Ⅰ、Ⅱ（46、48）通过沉头螺钉刚性连接，且拉伸方螺母Ⅰ、Ⅱ（27、43）通过两侧导轨Ⅰ（45）支持导向；其中，空心杯转子直流电机减速组件与电机组件支座Ⅰ（4）紧固连接，电机组件支座Ⅰ（4）与底板（8）固定连接；套在行星齿轮减速箱Ⅰ（3）输出轴上的蜗杆Ⅰ（5）通过紧固螺钉固定，蜗轮Ⅰ（6）亦通过紧固螺钉刚性连接于精密双向滚珠丝杠Ⅰ（39）上，精密双向滚珠丝杠Ⅰ（39）和精密轴承通过丝杠支撑座Ⅰ（7）与底板（8）连接；拉伸方螺母Ⅰ、Ⅱ（27、43）分别与导轨Ⅰ（45）的滑块通过沉头螺钉相连，导轨Ⅰ（45）与底板（8）刚性连接；所述剪切加载模块的动力组件、传动及执行组件的装配关系是：空心杯转子直流电机Ⅱ（10）与行星齿轮减速箱Ⅱ（11）相连，再通过蜗杆蜗轮副与精密双向滚珠丝杠Ⅱ（30）连接，剪切方螺母Ⅰ、Ⅱ（18、32）分别与双向滚珠丝杠螺母Ⅲ、Ⅳ（47、49）通过沉头螺钉刚性连接，且剪切方螺母Ⅰ、Ⅱ（18、32）通过两侧导轨Ⅱ、Ⅲ（20、31）支持导向；其中，空心杯转子直流电机减速组件与电机组件支座Ⅱ（12）紧固连接，电机组件支座Ⅱ（12）与底板（8）固定连接；套在行星齿轮减速箱Ⅱ（11）输出轴上的蜗杆Ⅱ（13）通过紧固螺钉固定，蜗轮Ⅱ（14）亦通过紧固螺钉刚性连接于精密双向滚珠丝杠Ⅱ（30）上，精密双向滚珠丝杠Ⅱ（30）和精密轴承通过丝杠支撑座Ⅱ（15）与底板（8）连接；剪切方螺母Ⅰ、Ⅱ（18、32）分别与导轨Ⅱ、Ⅲ（20、31）的滑块通过沉头螺钉相连，导轨Ⅱ、Ⅲ（20、31）分别与底板（8）刚性连接。