[实用新型]一种高通量旋转拉伸试验装置

说明书

本实用新型涉及材料力学性能测试领域，具体为一种高通量旋转拉伸试验装置，解决现有拉伸试验机在进行断裂类测试时无法实现高通量加载的问题，适用于高通量条件下大批量、不同强度材料的并行式拉伸测试体系中。该装置包括驱动系统、加载系统和测量系统，其中：驱动系统设有伺服电机、同步带减速器、弹性联轴器、刚性联轴器，加载系统设有外加载环、内加载环、内万向节、外万向节，测量系统设有载荷传感器、位移传感器。本实用新型以旋转式加载替代传统拉伸机的竖直式加载方式，可以同时进行大批量、不同力学强度材料的拉伸测试，既可以实现非断裂类试验(蠕变、横载荷)，也可以实现断裂类试验(拉伸)。

技术领域

本实用新型涉及材料力学性能测试领域，具体为一种高通量旋转拉伸试验装置，适用于高通量条件下大批量、不同强度材料的并行式拉伸测试体系中。

背景技术

自从美国总统奥巴马于2011年提出“材料基因组计划”(The Materials GenomeInitiative,MGI)起，MGI在世界范围内受到广泛重视，许多国家都相应开展这一重大项目的研究工作。材料基因组工程就是建立从原子排列到相的形成到显微组织到材料宏观性能的相互关系。可以显著加快材料研发速度，降低材料研发的成本，提高材料设计的成功率。

2017年，我国启动国家重点研发计划启动实施“材料基因工程关键技术与支撑平台”重点专项。围绕新材料“研发周期缩短一半、研发成本降低一半”的战略目标，融合高通量计算、高通量实验和专用数据库三大技术，变革材料研发理念和模式，显著提高新材料的研发效率，增强我国在国际新材料领域竞争力。高通量试验技术正是在“材料基因组工程”的背景下提出的，突破传统实验技术，能够数量级地提高材料各项性能的测试效率，为建立新的预测成分-相-结构－性能的理论体系提供大量的实验结果和理论验证，从而提高材料性能预测的精度和可靠性。

传统的拉伸试验机为竖直式加载，且每次只能加载一个试样，这种拉伸方式既要考虑到样品受力的均匀性，又要考虑到加持方式的对中性，尽管在进行非断裂类的测试时，可同时以试样串联或并联的方式加载大量样品，但当进行断裂类型的拉伸测试时只能进行单个试样的拉伸。综上所述，有必要发展出一种设备简单、操作便利、控制准确的高通量拉伸试验装置。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型主要目的在于提供一种高通量旋转拉伸试验装置，解决现有拉伸试验机在进行断裂类测试时无法实现高通量加载的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种高通量旋转拉伸试验装置，包括驱动系统、加载系统和测量系统，其中：

驱动系统设有伺服电机、同步带减速器、弹性联轴器、刚性联轴器，伺服电机作为动力源，伺服电机通过刚性联轴器与同步带减速器的输入端联接，同步带减速器的输出端与主机转动轴通过弹性联轴器相连，主机转动轴在伺服电机的带动下进行周向旋转运动，带动加载系统上的拉伸试样产生拉伸变形；

加载系统设有外加载环、内加载环、内万向节、外万向节，内万向节、外万向节分别连接在内加载环、外加载环上，拉伸试样均匀布置在内万向节、外万向节之间，加载系统通过内加载环套装于主机旋转轴上，加载系统通过外加载环与两侧的立柱连接；工作时，内加载环、外加载环发生相对移动，对拉伸试样施加轴向拉伸载荷；

测量系统设有载荷传感器、位移传感器，位移传感器安装在内加载环、外加载环之间，载荷传感器安装在外加载环上、并通过对应的外万向节与拉伸试样相连，每个拉伸试样连接一个载荷传感器，载荷传感器、位移传感器分别通过计算机与伺服电机连接。

所述的高通量旋转拉伸试验装置，主机旋转轴竖向设置于相互平行的上横梁、下横梁上，上横梁、下横梁之间通过两个平行的立柱相连，主机旋转轴的上端通过上轴承与上横梁相连，主机旋转轴的下端穿过下横梁与弹性连轴器相连，主机旋转轴的下部通过下轴承与下横梁相连。

所述的高通量旋转拉伸试验装置，上轴承、下轴承选用调心滚子轴承。