軸向全浮動式微型超高溫力學實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于力學實驗裝置，具體涉及一種軸向全浮動式微型超高溫力學實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超高溫陶瓷是一種新型的應用于航空航天領域的一類復合材料總稱，熔點高于3000攝氏度，可以在2000攝氏度以上工作，主要是鉿、鋯、鉭等形成的硼化物、碳化物以及氮化物。該類陶瓷材料有良好的導電性、傳熱性，高溫下穩(wěn)定的化學、力學性質(zhì)，和較強的抗氧化性等性質(zhì)，因此廣泛應用于高速飛行器、再入航天工程等。目前對超高溫陶瓷的實驗研宄是比較困難的，主要表現(xiàn)為陶瓷試件的加熱和在極端熱與氣氛中實驗裝備的抵抗能力。傳統(tǒng)的電加熱爐加熱試件，不僅能耗大、效率低，而且對實驗裝備也有極高的要求。CN101788225A公開了一種超高溫加熱爐，其包括變壓器、控制器、爐體、感應器、保溫絕緣材料以及爐膛、紅外測溫儀、循環(huán)水冷卻裝置，通過交變磁場穿過陶瓷材料，在爐膛內(nèi)形成一個高溫環(huán)境。這種典型的電爐加熱方式，爐體與試件一起加熱，對爐體要求極高，若同時進行力學實驗，拉壓裝置也需要在高溫下工作，不僅成本高，也是一種浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明就是為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種對導電材料進行加熱和力學實驗的軸向全浮動式微型超高溫力學實驗臺。
[0004]本發(fā)明利用焦耳原理提供了一種高效的加熱方式，采用水平交叉滾子滑軌實現(xiàn)傳感器側(cè)和驅(qū)動側(cè)全可滑動，斜口鎢銅夾頭增加夾持效果，兩滑臺中間的空間便于安裝位移傳感器，從而直接測出夾頭間的變形量，整個裝置高度精確、緊湊，能夠適應昂貴材料的機理的實驗。
[0005]本發(fā)明所涉及的一種軸向全浮動式微型超高溫力學實驗裝置，包括底板、左滑塊、右滑塊、夾頭、電極、小電極座、大電極座、滑軌、壓條、力傳感器、力傳感器接塊、擋塊、陶瓷墊片；底板呈“凸”字型，其下表面為平面，上表面中間凸，長度方向端部各固定有兩個擋塊，用于阻止左滑塊、右滑塊滑出底板，底板左端中部的通槽用于固定力傳感器；底板下面有槽和螺紋孔，左滑塊左端通過底板對應的槽和螺紋孔與力傳感器接塊相連，力傳感器測力端與力傳感器接塊間有微小空隙，用來消除未加載時試件的熱鼓脹的影響，左滑塊沿滑動方向下部開槽，左滑塊與底板間安裝兩對滑軌及壓條，滑軌的高鋼性保證左滑塊只能沿滑軌方向滑動，且不會發(fā)生晃動，左滑塊在垂直滑動方向的水平槽內(nèi)嵌有夾頭；壓條置于左滑塊下部的槽中的一側(cè)，與左滑塊、底板及一對滑軌接觸，通過左滑塊右端面上的預緊孔將兩對滑軌緊密地壓在底板上，此時滑軌完全支撐起左滑塊；夾頭與左滑塊間為陶瓷墊片，使左滑塊與夾頭相隔離，保證左滑塊絕緣；完全相同的電極共有四塊，四塊電極分為兩組，每塊電極呈楔形狀，每組的一塊電極卡入大電極座內(nèi)，另一塊卡入小電極座內(nèi)，然后大電極座、小電極座及兩塊電極一起置于夾頭的水平且垂直于底板長度方向的槽中，小電極座置于夾頭的自緊裝置一側(cè)，從而不僅保證試件處于滑臺的中間，避免偏心拉壓，而且楔形電極可以增加夾持效果，試件受力越大夾持越緊，電極表面有用來固定導電墊片的孔，減少電極消耗；除在與傳感器相接部分不同外，右滑塊與左滑塊關于滑動方向結(jié)構(gòu)對稱，右滑塊與底板、滑軌、夾頭、陶瓷墊片的裝配與左滑塊完全相同，右滑塊的外端面與外部的驅(qū)動裝置相接，驅(qū)動裝置與力傳感器同軸。
[0006]本發(fā)明中，底板、左滑塊、右滑塊、壓條、擋塊、電極、大電極座、小電極座、力傳感器拉塊均為加工件，陶瓷墊片、滑軌與夾頭為成品，所有零件均可以在真空環(huán)境中工作。左滑塊與力傳感器相連，右滑塊與驅(qū)動裝置相連，均可運動，滑軌的高鋼性保證左滑塊與右滑塊僅延一個方向滑動，避免晃動。大電極座與小電極座厚度不同，使得電極在夾緊試件后的位置處于滑臺中心線上，避免偏心拉壓，而且楔形電極可以增加夾持效果。浮動結(jié)構(gòu)方便安裝位移傳感器，可以直接測夾頭間的變形量，整個浮動式力學實驗臺高度精確、緊湊，能夠適應昂貴材料的機理實驗，尤其對小尺寸試件效果更佳。
[0007]本發(fā)明利用交叉滑動滾子高鋼性的特性，不但使力傳感器側(cè)與驅(qū)動側(cè)都可以運動，還能保證運動的平穩(wěn)性，便于安裝位移傳感器，與其他發(fā)明相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點:
[0008](I)本發(fā)明可以在超高溫條件下進行，溫度最高可達材料的熔點，且可以在高溫下進行拉壓力學性能測試；
[0009](2)本發(fā)明在力傳感器側(cè)和驅(qū)動側(cè)同軸，且都可以滑動，方便安裝位移傳感器。
[0010](3)本發(fā)明使用的楔形電極，可以增加夾持效果。
[0011](4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體型小巧，高度精確、緊湊，組裝速度快、成本低，能夠適應昂貴材料的機理實驗，適合于實驗室使用。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的實驗裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明的底板1、滑軌8及左滑塊2裝配示意圖；
[0014]圖3是本發(fā)明的左滑塊2、夾頭4及電極5裝配示意圖；
[0015]上述圖中:
[0016]1、底板；2、左滑塊；3、右滑塊；4、夾頭；5、電極；6、小電極座；7、大電極座；8、滑軌；9、壓條；10、力傳感器；11、力傳感器拉塊；12、擋塊；13、陶瓷墊片。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0018]實施例
[0019]本實施例所涉及的軸向全浮動式微型超高溫力學實驗裝置，其作用如圖1、圖2、圖3所示，其中，圖1為實驗裝置整體示意圖，包括底板1、左滑塊2、右滑塊3、夾頭4、電極5、小電極座6、大電極座7、滑軌8、壓條9、力傳感器10、力傳感器接塊11、擋塊12，陶瓷墊片13。底板I呈“凸”字型，其下表面為平面，上表面中間凸，長度方向端部各固定有兩個擋塊12，用于阻止左滑塊2、右滑塊3滑出底板1，底板I左端中部的通槽用于固定力傳感器10 ;底板I下面有槽和螺紋孔，左滑塊2左端通過底板I對應的槽和螺紋孔與力傳感器接塊11相連，力傳感器10測力端與力傳感器接塊11間有微小空隙，用來消除未加載時試件的熱鼓脹的影響，左滑塊2沿滑動方向下部開槽，左滑塊2與底板I間安裝兩對滑軌8及壓條9，滑軌8的高鋼性保證左滑塊2只能沿滑軌8方向滑動，且不會發(fā)生晃動，左滑塊2在垂直滑動方向的水平槽內(nèi)嵌有夾頭4 ;壓條9置于左滑塊2下部的槽中的一側(cè)，與左滑塊2、底板I及一對滑軌8接觸，通過左滑塊2右端面上的預緊孔將兩對滑軌8緊密地壓在底板I上，此時滑軌8完全支撐起左滑塊2 ;夾頭4與左滑塊2間為陶瓷墊片13，使左滑塊2與夾頭4相隔離，保證左滑塊2絕緣；完全相同的電極5共有四塊，四塊電極分為兩組，每塊電極5呈楔形狀，每組的一塊電極5卡入大電極座7內(nèi)，另一塊卡入小電極座6內(nèi)，然后大電極座7、小電極座6及兩塊電極5 —起置于夾頭4的水平且垂直于底板I長度方向的槽中，小電極座6置于夾頭4的自緊裝置一側(cè)，從而不僅保證試件處于滑臺的中間，避免偏心拉壓，而且楔形電極5可以增加夾持效果，試件受力越大夾持越緊，電極5表面有用來固定導電墊片的孔，減少電極5消耗；除在與傳感器相接部分不同外，右滑塊3與左滑塊2關于滑動方向結(jié)構(gòu)對稱，右滑塊3與底板1、滑軌8、夾頭4、陶瓷墊片13的裝配與左滑塊2完全相同，右滑塊3的外端面與外部的驅(qū)動裝置相接，驅(qū)動裝置與力傳感器10同軸。
【主權(quán)項】
1.一種軸向全浮動式微型超高溫力學實驗裝置，包括底板(1)、左滑塊(2)、右滑塊(3)、夾頭⑷、電極(5)、小電極座(6)、大電極座(7)、滑軌⑶、壓條(9)、力傳感器(10)、力傳感器接塊(11)、擋塊(12)、陶瓷墊片(13)，其特征是:底板(I)呈“凸”字型，其下表面為平面，上表面中間凸，長度方向端部各固定有兩個擋塊(12)，用于阻止左滑塊(2)、右滑塊(3)滑出底板(1)，底板⑴左端中部的通槽用于固定力傳感器(10);底板⑴下面有槽和螺紋孔，左滑塊(2)左端通過底板(I)對應的槽和螺紋孔與力傳感器接塊(11)相連，力傳感器(10)測力端與力傳感器接塊(11)間有微小空隙，用來消除未加載時試件的熱鼓脹的影響，左滑塊(2)沿滑動方向下部開槽，左滑塊(2)與底板(I)間安裝兩對滑軌(8)及壓條(9)，滑軌⑶的高鋼性保證左滑塊(2)只能沿滑軌⑶方向滑動，且不會發(fā)生晃動，左滑塊(2)在垂直滑動方向的水平槽內(nèi)嵌有夾頭(4);壓條(9)置于左滑塊(2)下部的槽中的一偵牝與左滑塊(2)、底板(I)及一對滑軌(8)接觸，通過左滑塊(2)右端面上的預緊孔將兩對滑軌(8)緊密地壓在底板(I)上，此時滑軌(8)完全支撐起左滑塊(2);夾頭(4)與左滑塊(2)間為陶瓷墊片(13)，使左滑塊⑵與夾頭(4)相隔離，保證左滑塊(2)絕緣；完全相同的電極(5)共有四塊，四塊電極分為兩組，每塊電極(5)呈楔形狀，每組的一塊電極(5)卡入大電極座⑵內(nèi)，另一塊卡入小電極座(6)內(nèi)，然后大電極座(7)、小電極座(6)及兩塊電極(5) —起置于夾頭(4)的水平且垂直于底板(I)長度方向的槽中，小電極座(6)置于夾頭(4)的自緊裝置一側(cè)，從而不僅保證試件處于滑臺的中間，避免偏心拉壓，而且楔形電極(5)可以增加夾持效果，試件受力越大夾持越緊，電極(5)表面有用來固定導電墊片的孔，減少電極(5)消耗；除在與傳感器相接部分不同外，右滑塊(3)與左滑塊(2)關于滑動方向結(jié)構(gòu)對稱，右滑塊(3)與底板(1)、滑軌(8)、夾頭(4)、陶瓷墊片(13)的裝配與左滑塊(2)完全相同，右滑塊(3)的外端面與外部的驅(qū)動裝置相接，驅(qū)動裝置與力傳感器(10)同軸，左滑塊⑵與力傳感器(10)相連，右滑塊(3)與驅(qū)動裝置相連，均可運動，滑軌⑶的高鋼性保證左滑塊(2)與右滑塊(3)僅沿一個方向滑動，避免晃動，大電極座(7)與小電極座(6)厚度不同，使得電極(5)在夾緊試件后的位置處于滑臺(4)中心線上，避免偏心拉壓，而且楔形電極(5)可以增加夾持效果。
【專利摘要】一種軸向全浮動式微型超高溫力學實驗裝置，包括底板(1)、左滑塊(2)、右滑塊(3)、夾頭(4)、電極(5)、小電極座(6)、大電極座(7)、滑軌(8)、壓條(9)、力傳感器(10)、力傳感器接塊(11)、擋塊(12)、陶瓷墊片(13)，底板(1)左端中部的通槽用于固定力傳感器(10)，左滑塊(2)與底板(1)間安裝兩對滑軌(8)及壓條(9)，夾頭(4)與左滑塊(2)間為陶瓷墊片(13)，使左滑塊(2)與夾頭(4)絕緣隔離，四塊電極(5)、大電極座(7)及小電極座(6)一起置于夾頭(4)的槽中，除在與傳感器相接部分不同外，右滑塊(3)與左滑塊(2)關于滑動方向結(jié)構(gòu)對稱，右滑塊(3)與底板(1)、滑軌(8)、夾頭(4)、陶瓷墊片(13)的裝配與左滑塊(2)完全相同，右滑塊(3)的外端面與外部的驅(qū)動裝置相接，驅(qū)動裝置與力傳感器(10)同軸。
【IPC分類】G01N3-18, G01N3-02
【公開號】CN104749046
【申請?zhí)枴緾N201510174867
【發(fā)明人】魏榛, 馬樹明, 彭向和, 陳校生, 周子源, 楊昌棋
【申請人】重慶大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月14日