[发明专利]一种对陶瓷材料施加预应力的实验装置及方法

权利要求书

1.一种对陶瓷材料施加预应力的实验装置，其特征在于：所述装置包括底座(1)、第一支撑板(9)、第二支撑板(10)、挡板B(8)、加载组件一和加载组件二，外围设备为测力计；

其中加载组件一包括把手A(2)、中空螺栓A(3)、固定板A(4)、弹簧A(5)、金属杆A(6)、挡板A(7)；加载组件二包括把手A’(16)、中空螺栓A’(15)、固定板A’(14)、弹簧A’(12)、金属杆A’(13)、挡板A’(11)；

其中底座(1)为长方体结构，在底座(1)上表面沿中轴线方向开有燕尾槽；

在底座(1)中心位置两侧对称固定有第一支撑板(9)和第二支撑板(10)，第一支撑板(9)和第二支撑板(10)高度相等；在第一支撑板(9)左侧设有加载组件一，其中：

固定板A(4)固定在底座(1)最左端，中空螺栓A(3)水平穿过固定板A(4)，中空螺栓A(3)和固定板A(4)之间通过螺纹配合，把手A(2)固定在中空螺栓A(3)外侧；

挡板A(7)位于第一支撑板(9)左侧，金属杆A(6)一端与挡板A(7)抵触连接，另一端套装在中空螺栓A(3)内部；

弹簧A(5)套装在金属杆A(6)上，弹簧A(5)位于中空螺栓A(3)和挡板A(7)之间；

第二支撑板(10)右侧设有加载组件二，以底座(1)中心为对称点，加载组件二与加载组件一对称位于底座(1)的左右两侧；

在第一支撑板(9)和挡板A(7)之间设有挡板B(8)，其中挡板A(7)、挡板A’(11)、挡板B(8)的下部为燕尾形，与底座上表面的燕尾槽配合；

测力计包括压力传感器、信号传输线和力显示器，通过信号传输线将压力传感器和力显示器连接，压力传感器位于挡板A(7)和挡板B(8)之间。

2.一种对陶瓷材料施加预应力的实验方法，其特征在于：所述方法采用如权利要求1所述的对陶瓷材料施加预应力的实验装置，具体操作步骤如下：

步骤一、将所述对陶瓷材料施加预应力的实验装置的底座固定于万能材料试验机的底座上，将压力传感器置于挡板A(7)和挡板B(8)之间；

步骤二、将陶瓷试样置于第一支撑板(9)和第二支撑板(10)上方，通过旋转把手A(2)、把手A’(16)，分别带动中空螺栓A(3)、中空螺栓A’(15)对弹簧A(5)、弹簧A’(12)进行压缩，使挡板A’(11)和挡板B(8)对陶瓷试样的两端面施加约束力，同时挡板A(7)和挡板B(8)挤压压力传感器，通过力显示器读出约束力的大小；

步骤三、开启万能材料试验机，使万能材料试验机的压头以设定速度向下运动，对陶瓷试样施加压力，至陶瓷试样断裂为止；

其中，在步骤二中，保证陶瓷试样的中心和万能材料试验机的压头中轴线在同一直线上。

3.根据权利要求2所述的一种对陶瓷材料施加预应力的实验方法，其特征在于：步骤三中所述万能材料试验机压头的设定速度为0.5mm/min。