基于准静态加载的扫描电镜下原位拉伸/压缩材料力学测试平台

摘要

本发明涉及一种基于准静态加载的扫描电镜下原位拉伸/压缩材料力学测试平台，属于机电类。测试平台可实现“超低速准静态”的拉伸/压缩模式加载，及载荷/位移信号的同步采集和精密闭环控制，并可实现与HitachiTM-1000型扫描电子显微镜及各类具有腔体及载物台结构的成像仪器兼容使用。本发明由精密驱动单元、精密传动单元、载荷/位移信号检测及控制单元以及夹持及连接单元组成。本发明体积小巧，结构紧凑，应变速率可控，与各类主流扫描电子显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱仪、X射线衍射仪以及光学显微镜等成像仪器具有良好的结构兼容性、真空兼容性及电磁兼容性。

主权项

一种基于准静态加载的扫描电镜下原位拉伸/压缩材料力学测试平台，其特征在于：包括精密驱动单元、精密传动单元、载荷/位移信号检测及控制单元以及夹持及连接单元；所述的精密驱动单元是：精密直流伺服电机（1）通过电机法兰盘（2）与测试平台基座（14）连接；所述的精密传动单元包括弹性联轴器（3）、由一级蜗杆、一级蜗轮、二级蜗轮、二级蜗杆（5、6、8、30）构成的两级二次包络型蜗轮蜗杆副及由滚珠丝杠螺母支架Ⅰ、精密双向滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母支架Ⅱ（17、23、31）构成的精密双向滚珠丝杠螺母副，精密直流伺服电机（1）通过弹性联轴器（3）与两级二次包络型蜗轮蜗杆副相连，该两级二次包络型蜗轮蜗杆副与精密双向滚珠丝杠螺母副通过二级蜗轮（8）相连接；一、二级蜗杆（5、30）分别通过蜗杆轴承（10）及一、二级蜗杆轴承座（4、26）与测试平台基座（14）连接，精密双向滚珠丝杠螺母副通过丝杠固定支撑座（25）定位，滚珠丝杠螺母支架Ⅰ、Ⅱ（17、31）通过精密导轨滑块Ⅰ、Ⅱ（13、15）及精密导轨轨道（16）导向；所述的载荷/位移信号检测及控制单元由精密拉压力传感器（19）、精密接触式位移传感器（9）及高线数光电编码器（20）组成，精密拉压力传感器（19）固定安装于力传感器基座（18）上，精密接触式位移传感器（9）与位移传感器基座（11）套接，高线数光电编码器（20）与精密直流伺服电机（1）同轴连接； 所述的夹持及支撑单元包括试件夹具体支撑架Ⅰ、Ⅱ（7、21）、试件压板Ⅰ、Ⅱ（27、29）、试件（28）、丝杠固定支撑座（25）、位移传感器基座（11）、力传感器基座（18）以及轴承（10）组成，试件（28）通过试件压板Ⅰ、Ⅱ（27、29）及带有滚花结构的试件夹具体支撑架Ⅰ、Ⅱ（7、21）以压紧方式夹持。