[发明专利]拉伸-扭转复合载荷材料微观力学性能原位测试仪

权利要求书

1.一种拉伸-扭转复合载荷材料微观力学性能原位测试仪，其特征在于：包括扭矩加载机构、试件夹持机构、拉伸加载机构，所述扭矩加载机构安装在基座（1）和上支座（3）上，其中上支座（3）通过基座支架a、b、c（2、39、40）固定安装在基座（1）上，通过两级蜗轮蜗杆减速、换向，将扭矩加载在测试工件；试件夹持机构包含两个试件夹具（18）和四个调整块（20），调整块（20）安装在试件夹具（18）里面，调整试件（19）夹持的位置；拉伸加载机构安装在基座（1）和上支座（3）上面，通过两级蜗轮蜗杆减速以及换向，将扭矩施加在丝杠（26）上，丝杠(26)将旋转运动转化为直线运动，驱动丝杠螺母（25）直线运动，然后带动拉扭传感器（21）和试件夹具（18）进行拉伸运动。

2.根据权利要求1所述的拉伸-扭转复合载荷材料微观力学性能原位测试仪，其特征在于：所述的扭矩加载机构包括精密驱动电机a（4）、电机法兰a（5）、联轴器a（6）、蜗杆a（8）、蜗轮a（10）、蜗杆b（13）、蜗轮b（14），所述精密驱动电机a（4）安装在电机法兰a（5）上，电机法兰a（5）安装在基座（1）上，其输出轴与蜗杆轴a（11）通过联轴器（4）连接；蜗杆a（8）固定安装在蜗杆轴a（11），然后通过两个轴承支座a（7）和两个标准轴承安装在基座（1）上，并与蜗轮a（10）形成第一级减速和换向；同理通过蜗杆b（13）和蜗轮b（14）形成第二级减速和换向；第一级减速和换向采用的减速比小于第二级减速和换向采用的减速比；扭矩通过蜗轮轴a（15）传输到试件夹具（18）上；蜗轮轴a（15）通过轴承支座c（17）安装在上支座上（3），轴承支座c（17）内部安装有轴承（41），还安装有固定轴承（41）的轴承端盖（16）和轴承挡圈（42）。

3.根据权利要求1所述的拉伸-扭转复合载荷材料微观力学性能原位测试仪，其特征在于：所述的试件夹持机构包括轴承端盖（16）、轴承支座c（17）、两个试件夹具（18）及调整块（20），左侧的试件夹具（18）与第二级减速输出轴连接，即蜗轮轴a（15），两者通过精密轴承、轴承支座c（17）以及轴承端盖（16）和螺钉安装在上支座（3）上；右侧的试件夹具（18）直接与拉伸加载机构的精密拉扭传感器（21）连接。

4.根据权利要求1所述的拉伸-扭转复合载荷材料微观力学性能原位测试仪，其特征在于：所述的拉伸加载机构包括精密拉扭传感器（21）、螺母连接套（22）、支撑板（23）、精密导轨滑块（24）、丝杠螺母（25）、丝杠（26）以及两级蜗轮蜗杆减速机构，所述精密拉扭传感器（21）的左端通过螺钉与右侧的试件夹具（18）连接，精密拉扭传感器（21）的右端通过螺钉与螺母连接套（22）安装在一起，螺母连接套（22）安装在丝杠螺母（25）上, 丝杠螺母（25）和丝杠（26）构成的丝杠螺母副通过丝杠支撑座（27）安装在上支座（3）上，支撑板（23）分别连接螺母连接套（22）和导轨滑块（24），由丝杠螺母（25）带动支撑板（23）实现直线运动，导轨滑块（24）固定安装在支撑块（43）上，丝杠螺母副由右侧的两级蜗轮蜗杆减速驱动，其传动方式和左侧的扭转加载传动一样。

5.根据权利要求2所述的拉伸-扭转复合载荷材料微观力学性能原位测试仪，其特征在于：所述的精密驱动电机a（4）上安装编码器测量扭转的角度，通过减速比的换算来得到实际转过的角度；安装在基座（1）上的精密驱动电机b（37）上安装编码器测量拉伸的位移，换算之后即得到拉伸的位移。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的拉伸-扭转复合载荷材料微观力学性能原位测试仪，其特征在于：所述的拉伸-扭转复合载荷材料微观力学性能原位测试仪置于扫描电镜腔体中，与电镜具有很好的兼容性。