[实用新型]变角度双轴拉伸与热场耦合材料微观力学性能原位测试仪

说明书

本实用新型涉及一种变角度双轴拉伸与热场耦合材料微观力学性能原位测试仪，包括底座，以及设在底座上的角度调节机构、拉伸机构、夹具固定机构、作用力检测机构、位移检测机构、微观观测机构、热偶场合加热机构；拉伸机构包括固定拉伸部和活动拉伸部，固定拉伸部固定底座上，角度调节机构调节活动拉伸部的旋转角度；夹具固定机构对测试试件进行夹持；作用力检测机构位于夹具固定机构上；位移检测机构与拉伸机构固定相连，对测试试件的拉伸位移进行检测；微观观测机构位于测试试件上方；热偶场合加热机构对测试试件环境进行加热。本实用新型能有效解决传统拉伸测试装置体积大、难以进行原位实时动态监测以及不能充分反映材料服役工况的问题。

技术领域

本实用新型涉及精密仪器技术领域，具体涉及一种变角度双轴拉伸与热场耦合材料微观力学性能原位测试仪。

背景技术

随着科技的进步，人们对产品的要求越来越高，产品制件的使用工况也越来越复杂。各类材料及其制件在实际服役过程中，通常受到多种载荷的共同作用，这种复杂的受力状态会加剧材料的失效和破坏。但是新材料在投入工程领域之前，必须要通过材料试验仪器对其进行力学性能检测，从而获取到材料的性能参数和结构特性，以此保证产品的可靠性和安全性，避免造成重大的经济损失和人身危险。试验模拟材料的服役工况是最能反应服役过程中材料的受力状态的，能够为材料的制备和工程设计与应用提供最有价值的参考。根据试验模拟结果，材料的力学性能不仅可以最客观的反应出来，而且还能够分析出影响其失效的各种因素，从而推理出在服役工况下材料损伤的演变、失效机理。

拉伸测试试验仪器是目前较常用而且较基础的测试材料力学性能参数的材料试验仪器。实验时调整移动横梁至适当位置，将标准试件处于铅垂并位于中间位置时夹紧试件，然后在标准试件上加载进行拉伸，由于拉伸疲劳加载比较符合实际生产中结构件以及功能件的实际工作情况，所以常被采用。但是传统的拉伸测试装置存在体积大的问题，传统装置下的测试属于“非原位”拉伸测试，即在测试的动态过程中，不能借助于扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、激光共聚焦显微镜或超景深显微镜等显微成像组件对被测试件在拉伸加载工况下，开展原位实时的动态监测。

另外，有些仪器为了获取材料的微观变形与失效行为的显微图像，与扫描金相显微镜等成像装置集成，因而仪器采取小型化的设计，其试件尺寸也远小于传统的力性能测试试件。此外，目前传统双轴拉伸仪器进行的试件实验数据仅仅局限于正交方向上，不能充分反映材料的服役工况。因此，就需设计一种新的技术方案，以综合解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种变角度双轴拉伸与热场耦合材料微观力学性能原位测试仪，能有效解决传统拉伸测试装置体积大、难以进行原位实时动态监测以及不能充分反映材料服役工况的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：

一种变角度双轴拉伸与热场耦合材料微观力学性能原位测试仪，包括底座，以及设在底座上用于调节双轴拉伸角度的角度调节机构、用于拉伸测试试件的拉伸机构、用于固定测试试件的夹具固定机构、用于测试试件载荷检测的作用力检测机构、用于检测测试试件变形的位移检测机构、用于观测测试试件微观性能的微观观测机构、用于加热测试试件的热偶场合加热机构；拉伸机构包括交叉布置的固定拉伸部和活动拉伸部，所述固定拉伸部固定底座上，活动拉伸部设置在角度调节机构上，角度调节机构调节活动拉伸部的旋转角度，进行测试试件变角度双轴拉伸试验；夹具固定机构对测试试件进行夹持，且将测试试件固定在拉伸机构上；所述作用力检测机构位于夹具固定机构上，对测试试件所受载荷进行检测；所述位移检测机构与拉伸机构固定相连，对测试试件的拉伸位移进行检测；所述微观观测机构位于测试试件上方，对试验中的测试试件进行观测；所述热偶场合加热机构对测试试件环境进行加热。