[实用新型]拉伸疲劳‑四点弯曲疲劳原位力学测试装置

权利要求书

1.一种拉伸疲劳-四点弯曲疲劳原位力学测试装置，其特征在于，包括：四点弯曲预载荷加载单元、四点弯曲疲劳加载单元、拉伸预载荷加载单元、拉伸疲劳加载单元以及上位机；

所述的四点弯曲预载荷加载单元包括：直流伺服电机Ⅰ（1）、电机法兰盘Ⅰ（2）、单向滚珠丝杠Ⅱ（36）以及位移传感器Ⅱ（19），其中，直流伺服电机Ⅰ（1）通过电机法兰盘Ⅰ（2）与测试平台基座（33）相连，直流伺服电机Ⅰ（1）的输出轴依次经由第一减速增扭单元实现减速、增扭后与单向滚珠丝杠Ⅱ（36）的丝杠转动副连接，单向滚珠丝杠Ⅱ（36）上的螺母移动副上固定连接弯曲模块支撑座（34），测试平台基座（33）上设有用于测量弯曲模块支撑座（34）位移量的位移传感器Ⅱ（19），弯曲模块支撑座（34）上刚性固定所述四点弯曲疲劳加载单元；

所述四点弯曲疲劳加载单元包括：压电叠堆I（25）、柔性铰链Ⅰ（24）、力传感器Ⅰ（26）和四点弯曲压头（28）；其中，压电叠堆I （25）安装于柔性铰链Ⅰ（24）的凹槽内，通过预紧螺钉进行预紧，四点弯曲压头（28）经由力传感器Ⅰ（26）安装于柔性铰链Ⅰ（24）的输出端处，柔性铰链Ⅰ（24）刚性固定在弯曲模块支撑座（34）上；

所述拉伸预载荷加载单元包括：直流伺服电机Ⅱ（12）、电机法兰盘Ⅱ（13）、精密双向滚珠丝杠、拉伸夹持台I（21）、拉伸夹持台II （32）、夹具Ⅰ（30）以及力传感器Ⅱ（31），其中，直流伺服电机Ⅱ（12）通过电机法兰盘Ⅱ（13）安装在测试平台基座（33）上，通过第二减速增扭单元实现减速、增扭后与精密双向滚珠丝杠的丝杠转动副连接，精密双向滚珠丝杠上两个螺母移动副中的一个连接拉伸夹持台I（21），另一个连接拉伸夹持台II （32），夹具Ⅰ（30）通过拉伸夹持台Ⅰ（21）和拉伸夹持台Ⅱ（32）安装在与测试平台基座（33）固连的直线导轨滑块Ⅱ（20）上；在夹具Ⅰ（30）的端部安装有用于检测测试试件所受拉力的力传感器Ⅱ（31），夹具Ⅰ（30）下方设置有随时监测拉伸量的位移传感器Ⅱ（19）；

所述拉伸疲劳加载单元包括：柔性铰链Ⅱ（10）、压电叠堆Ⅱ（11）、夹具Ⅱ（35）以及位移传感器Ⅱ（19），所述压电叠堆Ⅱ（11）安装在柔性铰链Ⅱ（10）内，柔性铰链Ⅱ（10）固定端通过螺钉固定在拉伸夹持台Ⅰ（21）上，柔性铰链Ⅱ（10）的活动端与夹具Ⅱ（35）相连，夹具Ⅱ（35）通过拉伸夹持台Ⅰ（21）、拉伸夹持台Ⅱ（32）安装在与测试平台基座（33）固连的直线导轨滑块Ⅱ（20）上；

所述上位机分别与直流伺服电机Ⅰ（1）、位移传感器Ⅱ（19）、压电叠堆I（25）、力传感器Ⅰ（26）、直流伺服电机Ⅱ（12）、力传感器Ⅱ（31）、接触式位移传感器Ⅱ（19）、以及压电叠堆Ⅱ（11）控制连接。

2.根据权利要求1所述的拉伸疲劳-四点弯曲疲劳原位力学测试装置，其特征在于：所述第一减速增扭单元包括传动连接的蜗轮Ⅰ（5）和蜗杆Ⅰ（6）；所述第二减速增扭单元包括传动连接的蜗轮Ⅱ（16）和蜗杆Ⅱ（17）。

3.根据权利要求1所述的拉伸疲劳-四点弯曲疲劳原位力学测试装置，其特征在于：所述测试平台基座（33）上设有位移传感器支座Ⅰ（8），弯曲模块支撑座（34）的侧部固定连接有L形挡板（37）；所述位移传感器Ⅱ（19）安装在位移传感器支座Ⅰ（8）上，用来测量L形挡板（37）的位移量，进而得出四点弯曲压头（28）的位移量。

4.根据权利要求1所述的拉伸疲劳-四点弯曲疲劳原位力学测试装置，其特征在于：所述的夹具I（30）、夹具Ⅱ（35）均通过旋紧螺钉（38）对试件（29）进行夹紧；所述试件（29）上加工有与旋紧螺钉（38）相配合实现试件定位的U 型槽，然后在试件（29）的上部依次放置防滑垫层、上压板，最后通过内六角螺栓实现对试件（29）的压紧。