[实用新型]拉伸疲劳‑四点弯曲疲劳原位力学测试装置

摘要

本实用新型公开一种拉伸疲劳‑四点弯曲疲劳原位力学测试装置,包括拉伸‑疲劳预载荷加载单元、拉伸疲劳加载单元、四点弯曲‑疲劳预载荷加载单元以及四点弯曲疲劳加载单元。本实用新型测试装置结构小巧，可在多种显微镜下开展上述测试，对材料的微观变形、损伤和断裂过程进行原位监测。

主权项

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。