本發(fā)明屬于原位拉壓實驗裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及x射線應力測試標定的原位拉壓試驗裝置。

背景技術(shù)：

x射線衍射法(xrd)具有無損、快速、精確等許多優(yōu)點，可以有選擇性的，定量的，局部的測量材料的殘余應力，不僅適用于變形的樣品，也可以直接測量機械零件。因此，該方法已經(jīng)被廣泛應用于晶體材料的機械狀態(tài)(殘余應力)的檢測中。但在對某些特定材料殘余應力的測試中，如鈦合金、奧氏體不銹鋼、鋁合金等，往往出現(xiàn)多晶面的衍射峰，有些衍射峰則互相疊加。按照傳統(tǒng)方法，對于任何一個晶面的衍射峰，只要代入相應晶面的應力常數(shù)k即可得到應力結(jié)果。而事實上，在我們大量的實驗中發(fā)現(xiàn)，以某些晶面衍射峰為基礎(chǔ)計算的應力往往無規(guī)律可循，完全不能反映真實的應力變化。因此，對某些特殊材料殘余應力測試前，進行x射線衍射法殘余應力測試精確度進行評估至關(guān)重要。

由于x射線衍射儀測試空間的局限性以及實驗要求，對試驗裝置有如下要求：①體積小；②載荷加載范圍大；③能夠?qū)悠愤M行拉伸、壓縮加載；④高精確度?，F(xiàn)有技術(shù)中，x射線衍射法殘余應力測試精確度評估裝置為單一的壓縮裝置或單一的拉伸裝置，其不足在于：只能實現(xiàn)單一的功能，且載荷量程很小，構(gòu)造較復雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種x射線應力測試標定的原位拉壓實驗裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種x射線應力測試標定的原位拉壓實驗裝置，包括樣品夾持機構(gòu)、載荷測試機構(gòu)、位移加載機構(gòu)、滑軌及底板機構(gòu),滑軌及底板機構(gòu)包括底板和滑塊導軌機構(gòu),滑塊導軌機構(gòu)包括一根導軌和裝在導軌上的二塊滑塊,導軌固定在底板上,其特征在于：所述夾持機構(gòu)包括左夾具和右夾具，左夾具和右夾具是方形塊，方形塊頂面設(shè)有測試樣品固定螺釘，所述左夾具下面固定安裝在底板的左端,右夾具安裝在滑塊導軌機構(gòu)的一塊滑塊上，測試樣品的兩端用測試樣品固定螺釘分別固定在左夾具和右夾具上；所述位移加載機構(gòu)包括位移傳動件、位移加載螺桿、擋板、支撐架和棘輪套筒扳手，所述位移傳動件是方形塊，方形塊的右側(cè)面上開有一圓凹槽，圓凹槽位于方形塊右側(cè)面中上部，所述擋板是遮蓋在位移傳動件右側(cè)面圓凹槽上的板，擋板上開有與位移加載螺紋桿相配合的圓孔，擋板與位移傳動件固定連接，所述位移加載螺桿是圓頭螺桿，左端是圓頭，圓頭的端面是球面，右端是六棱柱，六棱柱是與棘輪套筒扳手相配合的六棱柱，所述支撐架是方形塊支架，支架中上部開有與位移加載螺紋桿相配合的圓孔，支撐架下面固定安裝在底板的右端；所述滑軌及底板機構(gòu)的滑塊導軌機構(gòu)是精密滑塊直線導軌，精密滑塊直線導軌的導軌固定在底板上的位置是在左夾具和支撐架之間，所述位移傳動件安裝在精密滑塊直線導軌的另一滑塊上，所述位移加載螺桿左端圓頭裝于位移傳動件右側(cè)面的圓凹槽內(nèi)，圓頭端面的圓弧面頂端與圓凹槽底平面一點接觸，位移加載螺桿右端穿過擋板支撐在支撐架中上部的圓孔上，位移加載螺桿的中心對稱線與測試樣品的中心對稱線同軸；所述載荷測試機構(gòu)是載荷傳感器，載荷傳感器左端固定安裝在右夾具上，右端固定安裝在位移傳動件上，載荷傳感器的中心對稱線與位移加載螺桿的中心對稱線和測試樣品的中心對稱線同軸。

本發(fā)明所述一種x射線應力測試標定的原位拉壓實驗裝置，其特征在于：所述加載裝置上外接數(shù)顯加載載荷表，數(shù)顯加載載荷表的精確度為0.2％fs。

本發(fā)明所述一種x射線應力測試標定的原位拉壓實驗裝置，其特征在于：所述載荷傳感器精確度為0.05％fs。

本發(fā)明的x射線應力測試標定的原位拉壓實驗裝置，以滑塊滑軌為基礎(chǔ)，將右夾具和位移傳動件固定在滑塊上，通過棘輪套筒扳手轉(zhuǎn)動加載螺紋桿來控制滑塊在滑軌上的移動，對測試樣品加載，通過外接數(shù)顯表顯示加載載荷，實現(xiàn)樣品的拉伸、壓縮加載，并對載荷精確測量。

本發(fā)明各零件的材料選擇：由于加載過程中各接觸位置摩擦作用強，因此位移加載螺紋桿和擋板的材料要硬度高、耐磨性好，選用40cr材料，并進行滲氮處理；為了防止零件生銹造成拉壓實驗機加載不順暢、誤差等問題其余零件選用不銹鋼304；緊固螺絲選用12.9級高強度螺絲。

本發(fā)明的有益效果是：

1、測試樣品、傳感器和位移加載螺桿同軸，保證載荷測試的精確度；

2、位移加載螺桿左端面為球面，與之接觸的位移傳動件右側(cè)凹槽則為平面，兩者為點面接觸，摩擦力小，加載更省力，同時也為測試樣品、載荷傳感器、位移加載螺桿精準同軸提供了保證條件；

3、位移加載螺桿右端設(shè)計成配合棘輪套筒扳手的六棱柱結(jié)構(gòu)，用棘輪扳手加載，能有效避免位移加載螺桿轉(zhuǎn)動過程中的死角問題，加載更省力；

4、擋板在拉伸加載時是主要受力點，擋板固定在位移傳動件上，使拉伸加載更穩(wěn)定；

5、精密滑塊直線導軌的應用，使加載方便，且滑塊滑軌間摩擦力較小，提高了整個裝置的加載精確度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明x射線應力測試標定的原位拉壓實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、樣品夾持機構(gòu)，11、左夾具，12、右夾具；13、測試樣品，2、載荷測試機構(gòu)，21、傳感器；3、位移加載機構(gòu)，31、位移傳動件，32、擋板，33、位移加載螺桿，34、支撐架；4、滑軌及底板機構(gòu)，41、精密滑塊直線導軌，42、底板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

一種x射線應力測試標定的原位拉壓實驗裝置，包括樣品夾持機構(gòu)1、載荷測試機構(gòu)2、位移加載機構(gòu)3、滑軌及底板機構(gòu)4,滑軌及底板機構(gòu)4包括底板42和滑塊導軌機構(gòu),滑塊導軌機構(gòu)包括一根導軌和裝在導軌上的二塊滑塊,導軌固定在底板上,夾持機構(gòu)1包括左夾具11和右夾具12，左夾具11和右夾具12是方形塊，方形塊頂面設(shè)有測試樣品13固定螺釘，左夾具11下面固定安裝在底板42的左端,右夾具12安裝在滑塊導軌機構(gòu)的一塊滑塊上，測試樣品13的兩端用測試樣品固定螺釘分別固定在左夾具11和右夾具12上；位移傳動機構(gòu)3包括位移傳動件31、位移加載螺桿33、擋板32、支撐架34和棘輪套筒扳手，位移傳動件31是方形塊，方形塊的右側(cè)面上開有一圓凹槽，圓凹槽位于方形塊右側(cè)面中上部，擋板32是遮蓋在位移傳動件31右側(cè)面圓凹槽上的板，擋板32上開有與位移加載螺桿33相配合的圓孔，擋板32與位移傳動件31固定連接，位移加載螺桿33是圓頭螺桿，左端是圓頭，圓頭的端面是球面，右端是六棱柱，六棱柱是與棘輪套筒扳手相配合的六棱柱，支撐架34是方形塊支架，支架中上部開有與位移加載螺桿33相配合的圓孔，支撐架34下面固定安裝在底板42的右端；位移傳動件31安裝在滑軌底板機構(gòu)4的滑塊導軌機構(gòu)的另一滑塊上，位移加載螺桿33左端圓頭裝于位移傳動件31右側(cè)面的圓凹槽內(nèi)，圓頭端面的圓弧面頂端與圓凹槽底平面一點接觸，位移加載螺桿33右端穿過擋板32支撐在支撐架34中上部的圓孔上，位移加載螺桿33的中心對稱線與測試樣品13的中心對稱線同軸；滑軌底板機構(gòu)4的滑塊導軌機構(gòu)是精密滑塊直線導軌41，精密滑塊直線導軌41的導軌固定在底板42上的位置是在左夾具11和支撐架34之間，載荷測試機構(gòu)2是載荷傳感器21，載荷傳感器21左端固定安裝在右夾具12上，右端固定安裝在位移傳動件31上，載荷傳感器21的中心對稱線與位移加載螺桿33的中心對稱線和測試樣品13的中心對稱線同軸。數(shù)顯加載載荷表的精確度為0.2％fs。加載裝置載荷量程為±10kn。載荷傳感器21精確度為0.05％fs。

使用方法是：

1、使用前，用潤滑油對位移加載螺桿33和精密滑塊直線導軌41潤滑；然后，將測試樣品13固定在樣品夾持機構(gòu)的夾具上。完成上述步驟后，將實驗裝置放入x射線衍射儀內(nèi)部固定；

2、使用棘輪扳手轉(zhuǎn)動位移加載螺桿對測試樣品13加載，通過數(shù)顯加載載荷表讀出加載載荷；同時，用x射線衍射儀對加載測試樣品進行應力測試，測試完成后，對測試結(jié)果與加載載荷進行比較，完成對x射線衍射儀應力測試精確度的評估。