[发明专利]磁致伸缩材料参数特性测试装置及其方法

权利要求书

1.一种磁致伸缩材料参数特性测试装置，其特征在于包括框架（1）、底座（2）、外壳（3）、第一线圈（4）、第二线圈（5）、第三线圈（6）、线圈骨架（7）、温度传感器（8）、检测线圈（9）、霍尔传感器（10）、第一夹紧铜套（11）、第二夹紧铜套（12）、下堵头（13）、待测磁致伸缩材料（14）、顶杆（15）、上端盖（16）、第一碟簧（17）、第二碟簧（18）、第一压力传感器（19）、第二压力传感器（20）、第一调整螺母（21）、第二调整螺母（22）、盖板（23）、盖板螺母（24）、螺杆（25）；底座（2）上表面中心设矩形凹槽，矩形凹槽上设有框架（1）通过螺钉固定，框架（1）下端设有下堵头（13），框架（1）上端设有第二调整螺母（22），顶杆（15）穿过第二调整螺母（22）、第二碟簧（18）、第二压力传感器（20）、盖板螺母（24）、盖板（23）、第一调整螺母（21）、第一碟簧（17）、第一压力传感器（19）、固定在框架（1）内，第一调整螺母（21）固定在上端盖（16）上，上端盖（16）固定在外壳（3）上，外壳（3）内从里到外顺次设有待测磁致伸缩材料（14）、线圈骨架（7）、第一线圈（4）、第二线圈（5）、第三线圈（6），第一线圈（4）、第二线圈（5）、第三线圈（6）分别绕制在线圈骨架（7）的中、上、下区域，待测磁致伸缩材料（14）上下端分别设有第二夹紧铜套（12）、第一夹紧铜套（11），待测磁致伸缩材料（14）表面设有霍尔传感器（10）、检测线圈（9），线圈骨架（7）内置有温度传感器（8），盖板（23）与底座（2）、外壳（3）通过四根螺杆（25）固定连接。

2.根据权利要求1所述一种磁致伸缩材料参数特性测试装置，其特征在于：所述线圈骨架（7）的材质为PEEK，第一铜套（11）和第二铜套（12）的材质为铜块。

3.根据权利要求1所述一种磁致伸缩材料参数特性测试装置，其特征在于：顶块（15）、第一调整螺母（21）、上端盖（16）、外壳（3）、底座（2）、下堵头（13）和框架（1）的材质均采用10号钢。

4.根据权利要求1所述一种磁致伸缩材料参数特性测试装置，其特征在于：所述顶杆（15）与第一调整螺母（21）、盖板（23）和第二调整螺母均为间隙配合，顶杆（15）与盖板（23）接触区域采用阶梯式结构，顶杆（15）与盖板螺母（24）之间采用螺纹配合。

5.根据权利要求1所述一种磁致伸缩材料参数特性测试装置，其特征在于：所述顶杆（15）与盖板螺母之间的螺纹螺距配合为1mm，第一调整螺母（21）与上端板和第二调整螺母（22）与框架之间的螺纹螺距配合为2mm。

6.一种使用如权利要求1所述装置的磁致伸缩材料参数特性测试方法，其特征在于它的步骤如下：

1)调节盖板（23）的高度，使盖板（23）正好置于顶杆（15）阶梯式过渡区域的截面上，通过调整贯穿底座（2）、外壳（3）、盖板（23）的四根螺杆上的螺母位置，使盖板（23）下表面与顶杆（15）阶梯式截面间分离，完成盖板（23）的高度定位；

2)向下旋转盖板螺母（24），使盖板螺母（24）的下表面与盖板（23）上表面接触，完成盖板螺母（24）的定位；

3)旋转第一调整螺母（21）以挤压第一碟簧（17），完成待测磁致伸缩材料（14）上预压应力的施加；旋转第二调整螺母（22）以挤压第二碟簧（18），完成待测磁致伸缩材料（14）上负载应力的施加；盖板（23）和盖板螺母（24）定位的实现，使得待测磁致伸缩材料（14）上的预压应力和负载应力相分离，其中预压应力加载在待测磁致伸缩材料（14）上，而负载应力加载在盖板螺母（24）上；

4)第一线圈（4）、第二线圈（5）、第三线圈（6）施加励磁电流时，在待测磁致伸缩材料（14）上产生均匀磁场，使磁致伸缩材料产生轴向伸长，推动顶杆（15）和盖板螺母（24）向上运动，此时负载力作用到磁致伸缩材料（14）上，完成负载应力的加载；整个过程采用外置激光测位仪测量磁致伸缩材料（14）的应变量，采用第一压力传感器（19）、第二压力传感器（20）测量磁致伸缩材料（14）的输出力特性，采用检测线圈（9）和霍尔元件测量磁致伸缩材料（14）的磁特性，得到不同载荷作用下磁致伸缩材料（14）的动态输出特性及负载特性；

5)向上旋转第二调整螺母（22），以挤压第一碟簧（17），增大加载在待测磁致伸缩材料（14）上负载力，完成负载力加载过程中磁致伸缩材料参数特性试验，得到动态负载力加载过程中的磁致伸缩材料参数特性。