[发明专利]一种微扭矩力学试验机及其测试方法

权利要求书

1.一种微扭矩力学试验机，其特征为，该试验机包括：控制装置和试验机主机，所述控制装置用于设置试验方法，向试验机主机发出命令和分析处理从试验机主机得到的实验数据；所述试验机主机用于对试样进行加载。

2.根据权利要求1中所述微扭矩力学试验机，其特征为，所述试验机主机包括：主机框架，设置在主机框架下方的电磁驱动装置、设置在主机框架上部的夹持装置和设置在主机框架内部的传感装置；所述夹持装置包括用于夹持试样的定夹具和动夹具，所述定夹具设置在主机框架上，动夹具设置在所述电磁驱动装置上，并可随电磁驱动装置旋转，传感装置用于测试电磁驱动装置所旋转的角度。

3.根据权利要求2中所述微扭矩力学试验机，其特征为，

所述主机框架包括：机架底板，机架盖板，立柱和机架侧板，机架侧板设置机架底板上，机架盖板盖在机架侧板上；

所述电磁驱动装置包括：电磁驱动机构和加载轴

所述传感装置为非接触式角度传感器，包括：角度传感器活动极板和角度传感器定极板；

其中，所述电磁驱动装置设置由在所述机架底板机架侧板和机架盖板围成的空间中；所述立柱设置机架盖板上；所述电磁驱动装置中的加载轴可随电磁驱动机构旋转，并且其上端通过机架盖板中间的通孔伸出，在所述机架盖板的下方设置有所述角度传感器，角度传感器的定极板与机架盖板相连接，角度传感器的活动极板与加载轴相连接；所述夹持装置中的动夹具设置在所述加载轴由机架盖板伸出段的端部。

4.根据权利要求2中所述微扭矩力学试验机，其特征为，所述夹持装置还包括：电动平移台，悬臂梁；所述电动平移台安装在所述主机框架上部，并可以上下移动；所述电动平移台上安装有所述悬臂梁，悬臂梁的下侧安装所述定夹具，并和所述动夹具对中安装。

5.根据权利要求3中微扭矩力学试验机，其特征为，所述电磁驱动机构包括内磁体、外磁体和线圈；所述线圈套放在所述内磁体外围，所述外磁体套装在线圈的外侧，三者共轴；所述加载轴设置在线圈上；所述线圈和内磁体之间，线圈和外磁体之间均具有间隙；所述线圈可围绕其中心轴旋转。

6.根据权利要求2中所述微扭矩力学试验机，其特征为，所述角度传感器为电感式角度传感器、电容式角度传感器或光学类非接触式角度传感器。

7.根据权利要求1中所述微扭矩力学试验机，其特征为，所述控制装置中包括计算机，控制器；计算机用于设置试验方法和分析处理实验数据；控制器用于所述计算机和试验机主机之间的数据通信，包括功率放大模块、信号采集模块、信号发生模块、信号调理模块；其中

功率放大模块用于将信号发生模块产生的信号进行放大，然后传输给试验机主机中的线圈；

信号发生模块与计算机相连，用于产生一电压驱动信号；

信号采集模块与所述传感装置相连，用于采集试验机主机内的角度信号和线圈驱动信号；

信号调理模块用于将采集到的信号进行滤波和线性变换，以适合信号采集模块采集。

8.使用权利要求1中所述微扭矩力学试验机进行测试的方法：其特征为，包括下列步骤：

1)用计算机控制信号发生模块产生一电压信号，该信号经功率放大模块放大后驱动试验机主机工作；

2)用控制器内的信号采集模块采集旋转角度电压信号和线圈的驱动电流信号；

3)将采集的旋转角度信号和线圈的驱动信号分别换算为角度和扭矩值；

4)对步骤3)中得到的一系列角度值和扭矩值，按照力学模型进行数据处理，得出被测试样的切应力一切应变曲线、剪切模量和剪切强度极限等参数。

9.使用权利要求8中所述测试方法：其特征为，所述步骤4)中，包括下述子步骤：

41)由步骤3)中得出的角度和扭矩值，得到切应力-切应变曲线；

42)根据切应力-切应变曲线，按照力学模型进行数据处理，得出被测试样的剪切模量。