[发明专利]一种用于中子衍射测量的多维应力加载实验装置

说明书

本发明公开了一种用于中子衍射测量的多维应力加载实验装置。该装置可用于对样品进行中子衍射测量，同时为样品提供拉、压、扭、拉扭、压扭以及以上力学加载与温度场的复合加载。该装置采用了三柱式结构，结构稳定可靠，为样品装卸、温度加载腔体的安装等操作预留了较大空间。该装置还采用了非接触式的视频变形测量对样品变形进行直接测量，解决了在中子衍射应用中接触式引伸计安装复杂或对扭转测量不适用的问题。本发明的用于中子衍射测量的多维应力加载实验装置具有多功能、操作简单、测量精度高的特点，配合中子应力谱仪使用，可实现样品在使役条件下的中子应力分布测量，为揭示材料的力学特性和损伤、断裂机制研究提供了有效、可靠的测试手段。

技术领域

本发明属于中子衍射原位环境加载技术领域，具体涉及一种用于中子衍射测量的多维应力加载实验装置。

背景技术

用于中子衍射测量的多维应力加载实验装置配合中子应力谱仪使用，可用于测量航空机翼、发动机、高铁轨道等部件制造材料在使役条件力、温度条件下应力分布情况，对部件材料选择、老化机制、加工工艺等方面起到指导作用。为对样品的变形情况进行精确测量，常规的材料试验机装置往往使用引伸计等传感器进行直接测量，而在中子衍射测量应用中，一方面，环境加载实验装置需要预留中子束线通道，同时装置尺寸受样品台、束流高度等限制，造成引伸计无法安装或安装复杂的问题，样品的变形测量只能通过驱动电机端间接获得。中国专利文献库公开的《变温拉扭复合载荷材料力学性能原位测试装置》（CN207423647U）中没有变形测量相关传感器，仅能通过驱动电机端间接获得样品变形情况。另一方面，对于防氧化、防结冰等需要密封加载的情况，引伸计等常规测量传感器的使用会破坏密封结构而无法满足要求。中国专利文献库公开的专利《一种用于中子衍射的原位加热装置》（ZL201720225423.2）提出了一种利用引伸计进行应变测量的原位温度加载装置结构设计，但该结构不适用于对扭转变形量的测量，在加热体上开设引伸计测量孔的结构也无法满足密封加载的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于中子衍射测量的多维应力加载实验装置。

本发明的用于中子衍射测量的多维应力加载实验装置，其特点是，所述的加载实验装置包括底座、左侧支撑框架、右侧支撑框架、扭转驱动电机、拉压驱动电机、精密丝杠A、精密丝杠B、左侧移动横梁、右侧移动横梁、止推轴承、右加载杆、导向柱、拉扭力学传感器、左夹具、右夹具、温度加载腔体和变形测量摄像机；所述的左侧支撑框架、右侧支撑框架为左右对称分布的直三角形状的支撑板，左侧支撑框架的直角位置、上方角位置、下方角位置和中心位置分别开设有安装孔FLA、FLB、FLC和FLD，FLD的下方开设有安装孔FLE；右侧支撑框架的直角位置、上方角位置、下方角位置和中心位置分别开设有安装孔FRA、FRB、FRC和FRD，FRD的下方开设有安装孔FRE；所述的左侧移动横梁、右侧移动横梁为分别放置在左侧支撑框架、右侧支撑框架内侧的左右对称分布的直三角形状的移动支撑板，左侧移动横梁的直角位置和上方角位置分别开设有螺纹孔MLA和MLB，下方角和中心位置分别开设有安装孔MLC和MLD，右侧移动横梁的直角位置和上方角位置分别开设有螺纹孔MRA和螺纹孔MRB，下方角和中心位置分别开设有安装孔MRC和MRD；