[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

摘要

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。

主权项

1.一种用于中子衍射测量的多维应力加载实验装置，其特征在于，所述的加载实验装置包括底座（1）、左侧支撑框架（2）、右侧支撑框架（3）、扭转驱动电机（4）、拉压驱动电机（5）、精密丝杠A（6）、精密丝杠B（7）、左侧移动横梁（8）、右侧移动横梁（9）、止推轴承（10）、右加载杆（11）、导向柱（12）、拉扭力学传感器（13）、左夹具（14）、右夹具（15）、温度加载腔体（16）和变形测量摄像机（17）；所述的左侧支撑框架（2）、右侧支撑框架（3）为左右对称分布的直三角形状的支撑板，左侧支撑框架（2）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（3）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（8）、右侧移动横梁（9）为分别放置在左侧支撑框架（2）、右侧支撑框架（3）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（8）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（9）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；其连接关系是：所述的左侧支撑框架（2）、右侧支撑框架（3）的一条直角边分别对称固定连接在底座（1）的左侧、右侧；所述的拉压驱动电机（5）固定安装在右侧支撑框架（3）上，拉压驱动电机（5）的输出轴通过两组传动齿轮分别与精密丝杠A（6）、精密丝杠B（7）连接；所述的扭转驱动电机（4）固定安装在左侧支撑框架（2）上；所述的精密丝杠A（6）穿过左侧移动横梁（8）的螺纹孔MLA、右侧移动横梁（9）的螺纹孔MRA，精密丝杠A（6）的两端分别安装在左侧支撑框架（2）的FLA、右侧支撑框架（3）的FRA位置；所述的精密丝杠B（7）穿过左侧移动横梁（8）的螺纹孔MLB、右侧移动横梁（9）的螺纹孔MRB，精密丝杠B（7）的两端分别安装在左侧支撑框架（2）的FLB、右侧支撑框架（3）的FRB位置；所述的止推轴承（10）的外圈固定在左侧移动横梁（8）的安装孔MLD上，止推轴承（10）的内圈的一侧与左夹具（14）的一端固定连接，止推轴承（10）的内圈的另一侧通过传动齿轮与扭转驱动电机（4）的输出轴连接；所述的右加载杆（11）安装在右侧移动横梁（9）的安装孔MRD上，并与拉扭力学传感器（13）的一端固定连接；所述的导向柱（12）穿过左侧移动横梁（8）的安装孔MLC、右侧移动横梁（9）的安装孔MRC，导向柱（12）的两端固定在左侧支撑框架（2）的FLC和右侧支撑框架（3）的FRC上；所述的右夹具（15）的一端与拉扭力学传感器（13）的另一端固定连接；所述的左夹具（14）、右夹具（15）的另一端连接在样品的两端；所述的温度加载腔体（16）固定安装在底座（1）上；所述的变形测量摄像机（17）通过支架固定安装在左侧支撑框架（2）、右侧支撑框架（3）上，置于样品的正上方。