申請號：201620958506.8
　　申請人：吉林大學
　　發明人：李海連 趙宏偉 李莉佳 馬志超 李作家

　　摘要： 基于雙軸拉伸載荷下的原位壓痕力學測試裝置屬于力學精密測試儀器技術領域，目的在于解決現有技術存在的載荷單一、無法實現雙軸拉伸下的原位壓痕測試的問題。本實用新型的基于雙軸拉伸載荷下的原位壓痕力學測試裝置包括：基座；設置在基座上的兩組結構相同的拉伸單元，兩組拉伸單元分別沿X軸方向和Y軸方向設置，兩組拉伸單元的夾持機構夾緊被測試的十字試件的四個端部，對試件進行X軸和Y軸方向的雙向拉伸；設置在基座上的壓痕加載單元，所述壓痕加載單元在Z向對被測試試件進行壓痕測試；分別和每組拉伸單元連接的位移檢測單元，檢測每組拉伸單元拉伸的位移；以及控制系統，所述控制系統控制所述拉伸單元和壓痕加載單元運動。 　　主權利要求：1.基于雙軸拉伸載荷下的原位壓痕力學測試裝置，其特征在于，包括：基座(1)；設置在基座(1)上的兩組結構相同的拉伸單元，兩組拉伸單元分別沿X軸方向和Y軸方向設置，兩組拉伸單元的夾持機構夾緊被測試的十字試件(26)的四個端部，對試件(26)進行X軸和Y軸方向的雙向拉伸；設置在基座(1)上的壓痕加載單元，所述壓痕加載單元包括壓痕臺(25)、金剛石壓頭(24)、壓力傳感器(17)、壓痕滑塊(12)、壓痕導軌副(22)、絲杠螺母副(15)、Z向壓痕位移傳感器(11)、動力傳動單元、壓痕驅動電機(21)、電機座(20)和壓痕支座(23)；所述壓痕驅動電機(21)通過電機座(20)固定在所述壓痕支座(23)上，所述壓痕支座(23)固定在基座(1)上，所述壓痕驅動電機(21)輸出軸和所述動力傳動單元輸入端連接，所述動力傳動單元輸出端通過絲杠螺母副(15)帶動所述壓痕滑塊(12)上下運動，所述壓痕滑塊(12)和固定在所述壓痕支座(23)上的壓痕導軌副(22)滑動配合，所述壓痕滑塊(12)下端面和壓力傳感器(17)連接，壓力傳感器(17)的另一端和所述金剛石壓頭(24)固定連接，所述壓痕臺(25)固定在所述基座(1)上，所述壓痕臺(25)和所述金剛石壓頭(24)相對應，所述Z向壓痕位移傳感器(11)安裝在所述壓痕滑塊(12)的側壁上；分別和每組拉伸單元連接的位移檢測單元，檢測每組拉伸單元拉伸的位移；以及控制系統，所述控制系統控制所述拉伸單元和壓痕加載單元運動。
　　2.根據權利要求1所述的基于雙軸拉伸載荷下的原位壓痕力學測試裝置，其特征在于，所述拉伸單元包括設置在基座(1)下表面的傳遞機構和設置在基座(1)上表面的夾持機構；所述傳遞機構包括拉伸驅動單元、雙向絲杠(35)、絲杠固定座(29)、螺母(33)、螺母座(32)、拉伸滑塊(6)和拉伸導軌副(5)；所述拉伸驅動單元和所述雙向絲杠(35)的一端連接，驅動所述雙向絲杠(35)轉動，所述雙向絲杠(35)的兩端通過所述絲杠固定座(29)和所述基座(1)連接，所述雙向絲杠(35)的兩端分別和一個螺母(33)形成絲杠螺母副，每個螺母(33)通 過一個螺母座(32)和一個拉伸滑塊(6)固定連接，每個所述拉伸滑塊(6)和分別通過一個拉伸導軌副(5)和基座(1)滑動配合；所述夾持機構連接塊(7)、夾具體(9)、壓塊(10)和拉力傳感器(8)；兩個所述連接塊(7)分別和傳遞機構中的拉伸滑塊(6)固定連接，兩個夾具體(9)的一端分別和兩個連接塊(7)相對設置的兩個面固定連接，所述兩個夾具體(9)的另一端分別設置有一個定位凹槽，所述夾具體(9)設置有定位凹槽的一端上端面和一個壓塊(10)通過螺釘連接；任意一側的連接塊(7)與夾具體(9)之間設置有一個拉力傳感器(8)。
　　3.根據權利要求2所述的基于雙軸拉伸載荷下的原位壓痕力學測試裝置，其特征在于，所述拉伸驅動單元包括拉伸蝸輪A(27)、拉伸蝸桿A(28)、拉伸蝸輪B(30)、拉伸蝸桿B(31)和拉伸驅動電機(34)；所述拉伸驅動電機(34)的輸出軸和所述拉伸蝸桿B(31)同軸固定連接，所述拉伸蝸桿B(31)和拉伸蝸輪B(30)配合，所述拉伸蝸輪B(30)和所述拉伸蝸桿A(28)同軸固定連接，所述拉伸蝸桿A(28)和所述拉伸蝸輪A(27)配合，所述拉伸蝸輪A(27)和所述雙向絲杠(35)的一端固定連接。
　　4.根據權利要求1或2所述的基于雙軸拉伸載荷下的原位壓痕力學測試裝置，其特征在于，所述壓痕加載單元中的動力傳動單元包括壓痕蝸輪A(13)、壓痕蝸桿A(14)、蝸輪蝸桿座(16)、壓痕蝸輪B(18)和壓痕蝸桿B(19)；所述壓痕驅動電機(21)的輸出軸和所述壓痕蝸桿B(19)同軸連接，所述壓痕蝸桿B(19)和所述壓痕蝸輪B(18)配合，所述壓痕蝸輪B和所述壓痕蝸桿A(14)同軸連接，所述壓痕蝸桿A(14)和所述壓痕蝸輪A(13)配合，所述壓痕蝸輪A(13)和所述絲杠螺母副(15)中的絲杠同軸固定連接。
　　5.根據權利要求1或2所述的基于雙軸拉伸載荷下的原位壓痕力學測試裝置，其特征在于，所述位移檢測單元包括位移擋塊(2)、拉伸位移傳感器(3)和固定座(4)，所述拉伸位移傳感器(3)通過固定座(4)固定在所述基座(1)上，所述位移擋塊(2)一端和拉伸單元的一個端部固定連接，另一端和所述拉伸位移傳感器(3)接觸。
　　6.根據權利要求5所述的基于雙軸拉伸載荷下的原位壓痕力學測試裝置，其特征在于，所述拉伸位移傳感器(3)和對應的拉伸單元軸線平行。