[发明专利]一种超弹记忆合金丝自感知弹性能量存储与弹射释放测试装置

说明书

本发明公布了一种超弹记忆合金丝自感知弹性能量存储与弹射释放测试装置，主要由底板、龙门立板、滑台立板、电子尺支架、上横梁、下横梁、激光传感器支架、导管、靶标泡沫板、滑台、步进电机、力传感器、电磁铁、夹紧螺栓、激光传感器、弹簧自复位电子尺、电阻信号调理器、弹射体组成。本装置中，超弹记忆合金丝固定在两线夹具之间，电磁铁通电将弹射体吸合夹紧超弹记忆合金丝，步进电机驱动滑台下移对超弹记忆合金丝储能，检测超弹记忆合金丝的电阻、力、位移，达到预设值电磁铁断电将弹射体弹射到靶标泡沫板，同时激光传感器检测射出速度。该装置可研究超弹记忆合金丝线径、长度、负载、初始形态等因素对自身储能弹射和电阻自感知的影响规律。

技术领域

本发明属于超弹记忆合金丝超弹性自感知测试领域，尤其涉及一种超弹记忆合金丝自感知弹性能量存储与弹射释放测试的装置。

背景技术

形状记忆合金是一种集感知与驱动于一体的新型智能材料，主要具有形状记忆特性和超弹性两大特性。其中，形状记忆效应是指形状记忆合金在低温下产生塑性变形，由一种形状转变成另一种形状后，通过加热到某一临界温度以上又恢复成初始形状的特性；超弹性是指在温度不变时，处于奥氏体状态的形状记忆合金在外力作用下，奥氏体向去孪晶马氏体转变，通过两相之间的相变，由微观结构改变导致宏观尺寸变化，卸载后，去孪晶马氏体逆相变为奥氏体，恢复到初始形状，其变形恢复程度远高于一般金属。此外，形状记忆合金具备自感知功能，根据形状记忆合金电阻与应变的关系，无需外界传感器仅通过测量电阻值就可判断应变情况。利用超弹性，形状记忆合金可充当储能元件。超弹性记忆合金丝的超弹性与自感知具有重要的应用研究价值，其优越的性能在各个领域广泛应用。但现有的超弹记忆合金丝的自感知弹性能量存储与释放的研究较少，缺乏对其储能与释放性能的测试装置，无法对不同线径、长短、负载、初始形态的超弹记忆合金丝开展完整的测试。

综上所述，形状记忆合金丝自感知和超弹性能量存储与释放性能迫切需要一种超弹记忆合金丝自感知弹性能量存储与弹射释放测试装置，可以对不同线径、长度、负载、初始形态的超弹记忆合金丝进行自感知储能弹射测试。设计开发出一种超弹记忆合金丝自感知弹性能量存储与弹射释放测试装置，实际目的在于研究超弹记忆合金丝的储能弹射比，利用超弹记忆合金丝电阻应变特性精准储能释放，在生产制造、生物医疗、航空航天、军事领域需要特定弹射能的场合，具有重要意义与实际应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超弹记忆合金丝自感知弹性能量存储与弹射释放测试装置，可以实现对超弹记忆合金丝在不同线径、不同长度、不同负载、不同初始形态下的自感知储能弹射测试。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种超弹记忆合金丝自感知弹性能量存储与弹射释放测试装置，主要由支撑系统、夹持系统、加载系统、测量系统组成。

所述的支撑系统中，为避免力传感器产生附加弯曲应力，采用竖直向上的弹射方式，支撑系统采用龙门结构。龙门立板连接在底座上，上横梁安装在龙门立板上端，下横梁安装在龙门立板中间位置，增加测试装置的稳定性。上横梁中间有方形孔，上端通过靶标泡沫板夹具固定靶标泡沫板，上横梁侧面连接固定有导管的导管夹具。滑台立板前侧安装滑台，后侧安装各个电器元件，作电器挂板使用。激光传感器支架连接在龙门立板上，调节安装位置使激光传感器与弹射体圆周黑白等宽相间的条纹带上端刚好重合，电子尺支架连接在滑台立板下端随其移动，弹簧自复位电子尺安装在力传感器连接板下端。装置安装时使导管，弹射体，电磁铁，力传感器，弹簧自复位电子尺同轴。

所述的夹持系统中，夹紧螺栓螺纹末端有一通孔，可通过垫片将超弹记忆合金丝夹在通孔中间，夹紧螺栓通过夹紧螺母固定在电木连接块上，电木连接块连接在连接架上，电木连接块使超弹记忆合金丝和连接架绝缘，连接架上端有等距的螺纹孔，可通过调节电木连接块位置改变超弹记忆合金丝的长度，连接架末端有两个螺纹孔，通过改变其在龙门立板上的连接高度实现超弹记忆合金丝一字型和U型两种测试模式。