一种低温应力测试装置的制作方法

本技术属于实验设备，更进一步涉及一种低温应力测试装置。

背景技术：

1、低温应力测试装置结构设计与分析的研究是目前材料科学与工程领域的热点之一。随着科技的不断发展，越来越多的材料需要在低温环境下进行应力测试，以探究其力学性能并为实际应用提供指导。

2、其中，低温拉伸试验机的研究和发展具有非常重要的意义。低温拉伸试验机可以用于评估材料的质量稳定性；深入研究材料在极端环境下的性能表现，探究材料在低温环境下的力学特性、物理特性等方面的变化规律；评估材料的安全性能，并为相关领域的人员提供更加安全可靠的材料和产品；促进科技创新的发展，帮助开发更加适应极端环境的新材料和新产品。

3、申请号为202211416777.7的中国发明专利公开了一种超低温环境薄板试样准原位拉伸测试装置及测试方法，其通过电机驱动传动杆拉伸薄板试样，再通过注入液氮的方式对测试环境进行降温，进而实现低温拉伸测试。但是该装置的实验目的是观察试样被拉伸后的材料状态，无法测量其拉伸应力。

技术实现思路

1、为此，本实用新型提供了一种低温应力测试装置，具有能够低温下实时测量材料应力的优势，本方案用以下技术要点来解决问题：

2、一种低温应力测试装置，包括直线动力模块、保温箱、设置于保温箱中的活动夹具和设置于保温箱中的固定夹具，所述活动夹具通过力传感器与直线动力模块传动连接，在直线动力模块的驱动下：活动夹具沿直线方向靠近或远离固定夹具。

3、如上所述，本申请提供了一种低温应力测试装置，具有能够低温下实时测量材料应力的优势。具体来说，本装置包括用于夹持被测试件的活动夹具和固定夹具，在直线动力模块的驱动下，活动夹具沿直线方向靠近或远离固定夹具，进而拉伸或者压缩两个夹具加持的测试件。两个夹具都位于保温箱内，保温箱用于模拟提供低温测试环境，保温箱可以是冰箱等合理的装置。夹具根据实际的测试件的形状和性质进行选型，可以选取手动夹具、机械钳等合理的装置。直线动力模块可以是电机配合齿轮齿条传动机构，以实现活动夹具的直线运动。与现有技术不同的是，本装置的所述活动夹具通过力传感器与直线动力模块传动连接，在夹具对测试件的拉伸过程中，测试件的拉伸应力大小也会实时反应在力传感器的两端，力传感器能够实时感应、测量测试件产生的力的大小，压缩过程也是如此，进而使得本装置能够测试试测量材料的应力大小。

4、更进一步的技术方案为：

5、所述直线动力模块包括电动机、滚珠丝杠和滚珠螺母，所述电动机相对固定夹具固定设置，所述滚珠丝杠与电动机的输出轴连接，所述滚珠螺母装配在滚珠丝杠上，所述力传感器一端固定连接所述滚珠螺母、另一端固定连接所述活动夹具。本特征给出了直线动力模块的一种具体实施方式。电机通过输出轴驱动滚珠丝杠旋转，滚珠丝杠再通过滚珠螺母带动力传感器移动，力传感器进而带动活动夹具直线移动以实现对测试件的拉伸和压缩。

6、本装置还包括连接座，所述连接座的底部与滚珠螺母固定连接，所述连接座的侧壁面垂直于滚珠丝杠的延伸方向，所述力传感器的一端固定连接在所述连接座的侧壁面上。本特征给出了滚珠螺母和力传感器的一种具体连接装配方式。

7、包括导轨，所述导轨的延伸方向与滚珠丝杠的延伸方向平行，所述连接座上固定连接有与导轨滑动连接的滑块。与滚珠丝杠的延伸方向平行设置的导轨能够进一步约束连接座及其连接固定的力传感器的运动轨迹，使得夹具夹持被测试件的拉伸、压缩过程更加平稳。

8、为了使活动夹具的移动更加稳定，设置为，所述导轨的数量为两个，两个所述导轨分别位于滚珠丝杠的两侧。

9、更进一步地，本装置包括立方形机架，所述保温箱位于立方形机架的内部，所述固定夹具与立方形机架固定连接，所述立方形机架的顶部固定有竖直延伸的固定板，所述固定板上固定所述电动机、滚珠丝杠、导轨。

10、所述力传感器是s型力传感器。s型力传感器上方与提升支座连接，下方与上拉杆进行连接。s型传感器具有拉压两用的功能，拉力和压力两者都能测量。

11、包括液氮存储桶和液氮输送管，所述液氮输送管的连接所述液氮存储桶和保温箱。具体来说，当需要降温时，将正压的氮气用导管导入液氮存储桶中，液氮存储桶内的气压将会增加，压强增加会使液氮存储桶内的液氮不断在气压的作用下向保温箱流动，当液氮流入保温箱时，它会蒸发吸收热量，从而实现对试样的快速冷却。使用者可以通过压力调节阀控制氮气的流量和压力的大小来控制喷液氮的量来达到控制温的目的。

12、本实用新型的有益效果是：

13、本申请提供了一种低温应力测试装置，具有能够低温下实时测量材料应力的优势。具体来说，本装置包括用于夹持被测试件的活动夹具和固定夹具，在直线动力模块的驱动下，活动夹具沿直线方向靠近或远离固定夹具，进而拉伸或者压缩两个夹具加持的测试件。两个夹具都位于保温箱内，保温箱用于模拟提供低温测试环境，保温箱可以是冰箱等合理的装置。夹具根据实际的测试件的形状和性质进行选型，可以选取手动夹具、机械钳等合理的装置。直线动力模块可以是电机配合齿轮齿条传动机构，以实现活动夹具的直线运动。与现有技术不同的是，本装置的所述活动夹具通过力传感器与直线动力模块传动连接，在夹具对测试件的拉伸过程中，测试件的拉伸应力大小也会实时反应在力传感器的两端，力传感器能够实时感应、测量测试件产生的力的大小，压缩过程也是如此，进而使得本装置能够测试试测量材料的应力大小。

技术特征：

1.一种低温应力测试装置，其特征在于，包括直线动力模块、保温箱(1)、设置于保温箱(1)中的活动夹具(2)和设置于保温箱(1)中的固定夹具(3)，所述活动夹具(2)通过力传感器(4)与直线动力模块传动连接，在直线动力模块的驱动下：活动夹具(2)沿直线方向靠近或远离固定夹具(3)。

2.根据权利要求1所述的一种低温应力测试装置，其特征在于，所述直线动力模块包括电动机(5)、滚珠丝杠(6)和滚珠螺母，所述电动机(5)相对固定夹具(3)固定设置，所述滚珠丝杠(6)与电动机(5)的输出轴连接，所述滚珠螺母装配在滚珠丝杠(6)上，所述力传感器(4)一端固定连接所述滚珠螺母、另一端固定连接所述活动夹具(2)。

3.根据权利要求2所述的一种低温应力测试装置，其特征在于，包括连接座(7)，所述连接座(7)的底部与滚珠螺母固定连接，所述连接座(7)的侧壁面垂直于滚珠丝杠(6)的延伸方向，所述力传感器(4)的一端固定连接在所述连接座(7)的侧壁面上。

4.根据权利要求3所述的一种低温应力测试装置，其特征在于，包括导轨(8)，所述导轨(8)的延伸方向与滚珠丝杠(6)的延伸方向平行，所述连接座(7)上固定连接有与导轨(8)滑动连接的滑块。

5.根据权利要求4所述的一种低温应力测试装置，其特征在于，所述导轨(8)的数量为两个，两个所述导轨(8)分别位于滚珠丝杠(6)的两侧。

6.根据权利要求4所述的一种低温应力测试装置，其特征在于，包括立方形机架(9)，所述保温箱(1)位于立方形机架(9)的内部，所述固定夹具(3)与立方形机架(9)固定连接，所述立方形机架(9)的顶部固定有竖直延伸的固定板(10)，所述固定板(10)上固定所述电动机(5)、滚珠丝杠(6)、导轨(8)。

7.根据权利要求1所述的一种低温应力测试装置，其特征在于，所述力传感器(4)是s型力传感器(4)。

8.根据权利要求1所述的一种低温应力测试装置，其特征在于，包括液氮存储桶(11)和液氮输送管(12)，所述液氮输送管(12)的连接所述液氮存储桶(11)和保温箱(1)。

技术总结本技术公开了一种低温应力测试装置,涉及实验设备技术领域，包括直线动力模块、保温箱、设置于保温箱中的活动夹具和设置于保温箱中的固定夹具，所述活动夹具通过力传感器与直线动力模块传动连接，在直线动力模块的驱动下：活动夹具沿直线方向靠近或远离固定夹具。与现有技术不同的是，本装置具有的所述活动夹具通过力传感器与直线动力模块传动连接，在夹具对测试件的拉伸过程中，测试件的拉伸应力大小也会实时反应在力传感器的两端，力传感器能够实时感应、测量测试件产生的力的大小，压缩过程也是如此，进而使得本装置能够测试试测量材料的应力大小。技术研发人员：倪磊,丁洪兴,赵冬梅,王耿,杨应洪受保护的技术使用者：西南科大四川天府新区创新研究院技术研发日：20231120技术公布日：2024/7/11