[发明专利]一种适用于中子衍射欧拉环用拉扭复合原位测试仪

说明书

本发明属于中子衍射技术领域，具体涉及一种适用于中子衍射欧拉环用拉扭复合原位测试仪。包括通过支撑座设置在底板上的驱动单元和试样拉伸单元，驱动单元通过传动单元带动试样拉伸单元对试样进行拉伸试验，驱动单元上设有位移检测单元，位移检测单元用于检测在拉伸试验中试样产生的位移；试样拉伸单元设有用于测定对试样进行拉伸的拉力的负荷测试装置；还包括中央控制器，中央控制器用于计算位移检测单元提供的位移信号和负荷测试装置所提供的拉力信号，并进行模拟转换后输出。该装置实现了中子衍射方法在线原位测试材料内部晶粒的织构分布，有效解决现有力学测试设备体积大、结构复杂、只能进行离线测量、维护费用高昂的问题。

技术领域

本发明属于中子衍射技术领域，具体涉及一种适用于中子衍射欧拉环用拉扭复合原位测试仪。

背景技术

中子衍射技术研究多晶材料内部的织构对于工业应用、新材料研制意义重大。中子衍射方法具有吸利用收系数低、穿透样品能力强、测量精度高、可以测量磁结构等优势，在航空航天、核电等领域均有广泛应用。

材料在服役过程中会受到不同程度的应力作用，会对材料造成影响。多晶材料的宏观力学性能主要取决于内部晶粒的取向分布，因此需要分析在外力作用下材料的微观晶粒排列情况。传统的材料力学试验都是在大型试验机上的离位完成的，同时现有的原位测试装置只能提供单一的拉伸或扭转力的载荷作用，无法研究材料在多元外力作用下原子结构或磁性结构的变化。为了最大程度模拟实际工况，需要发明设计能够进行原位应力加载的织构测试装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以实现在在纳米尺度下对材料进行原位应力测试的中子衍射原位织构测试装置。该原位装置集成在中子衍射原位织构测试装置的欧拉环上，可同时加载拉伸、扭转、旋转等功能，测试从开始施加载荷到最终卸载过程中，通过中子衍射成像方法对材料发生的微观形变进行全程动态监，在线表征材料织构分布。为深入揭示材料微织构分布与载荷作用的相关性规律的分析提供技术支持。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种适用于中子衍射欧拉环用拉扭复合原位测试仪，包括通过支撑座设置在底板上的驱动单元和试样拉伸单元，所述驱动单元通过传动单元带动所述试样拉伸单元对试样进行拉伸试验，所述驱动单元上设有位移检测单元，所述位移检测单元用于检测在所述拉伸试验中所述试样产生的位移；所述试样拉伸单元设有用于测定对所述试样进行拉伸的拉力的负荷测试装置；还包括中央控制器，所述中央控制器用于计算所述位移检测单元提供的位移信号和所述负荷测试装置所提供的拉力信号，并进行模拟转换后输出。

进一步，所述传动单元包括设置在所述支撑座上的第二同步轮组件；所述驱动单元包括旋转电机和与所述旋转电机串联的减速装置，所述减速装置与所述第二同步轮组件相连，使得所述旋转电机的动力带动所述第二同步轮组件。

进一步，所述试样拉伸单元包括平行设置在所述底板上的第一丝杠和第二丝杠，所述第一丝杠的顶端和所述第二丝杠的顶端靠近所述支撑座，所述第一丝杠的顶端与所述第二同步轮组件相连，同时所述第一丝杠的顶端和所述第二丝杠的顶端通过同步带相连，使得所述第一丝杠和所述第二丝杠能够随所述第二同步轮组件的旋转而旋转；所述第一丝杠和所述第二丝杠上穿设有前移动横梁和后移动横梁，所述前移动横梁靠近所述第一丝杠和所述第二丝杠的顶端，所述后移动横梁靠近所述第一丝杠和所述第二丝杠的尾端，所述第一丝杠和所述第二丝杠为左右旋型丝杠，所述前移动横梁和所述后移动横梁能够随着所述第一丝杠和所述第二丝杠的正向旋转或者反向旋转沿着所述第一丝杠和所述第二丝杠做相互靠近或者相互远离的位移，所述前移动横梁上设有前夹具主体，所述后移动横梁上设有后夹具主体，所述试样通过所述前夹具主体和所述后夹具主体固定在所述前移动横梁和所述后移动横梁之间，并随着所述前移动横梁和所述后移动横梁的相互远离实现所述拉伸试验。

进一步，所述位移检测单元设置在所述旋转电机上，用于记录所述旋转电机的旋转圈数，从而计算出所述前移动横梁和所述后移动横梁相对运动对所述试样进行拉伸的位移量作为所述位移信号，并将所述位移信号输入至所述中央控制器，由所述中央控制器模拟转换后输出。