欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

材料納米力學(xué)性能測(cè)試中的兩自由度加載裝置的制作方法

文檔序號(hào):6034598閱讀:280來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:材料納米力學(xué)性能測(cè)試中的兩自由度加載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及材料力學(xué)性能測(cè)試、超精密加工裝備、微機(jī)電系統(tǒng)、精密光學(xué)元件加工、 超精密機(jī)械加工設(shè)備、汽車制造業(yè)、航空航天納米科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域,特別涉及納 米尺度材料力學(xué)性能和力學(xué)行為測(cè)試中的精密加載裝置,特別涉及利用掃描電子顯微鏡或透 射電子顯微鏡等儀器設(shè)備進(jìn)行納米尺度材料力學(xué)性能測(cè)試中的原位(/w&Yw)加載裝置。 技術(shù)背景
近年來(lái),隨著微電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體、光學(xué)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、超精密機(jī)械及其制造等 學(xué)科的迅猛發(fā)展,人們對(duì)材料納米力學(xué)性能的評(píng)價(jià)、測(cè)試方法和力學(xué)行為的研究提出了越來(lái) 越高的要求。各類具有精密定位或精密加載功能的測(cè)試系統(tǒng)被研發(fā)出來(lái),以便滿足材料納米 力學(xué)性能的測(cè)試需求。但傳統(tǒng)的微加載裝置在檢測(cè)加載力方面存在無(wú)法檢測(cè)或檢測(cè)精度不高 的問(wèn)題,同時(shí)由于檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較大且復(fù)雜,導(dǎo)致造價(jià)昂貴且裝配環(huán)節(jié)較多而影響測(cè)試精度。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于為了解決現(xiàn)有原位(/W&Y")力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)中的微加載裝
置無(wú)法檢測(cè)檢測(cè)加載力或檢測(cè)精度不高以及檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)昂貴等問(wèn)題,提供一種 材料納米力學(xué)性能測(cè)試中的兩自由度加載裝置。該裝置具有加載分辨率高、響應(yīng)迅速、體積 小等優(yōu)點(diǎn),并且可以實(shí)現(xiàn)兩自由度精密直線的載荷輸出。由于結(jié)構(gòu)微小可以實(shí)現(xiàn)在掃描電子 顯微鏡、透射電子顯微鏡等高分辨率測(cè)試儀器上進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試的原位監(jiān)測(cè),這里所謂的 原位力學(xué)性能測(cè)試指的是在測(cè)試材料力學(xué)性能的過(guò)程中,在顯微鏡下在線監(jiān)測(cè)被測(cè)試件載荷 作用下的力學(xué)行為和損傷機(jī)制。
本實(shí)用新型的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn),結(jié)合附圖說(shuō)明如下
一種材料納米力學(xué)性能測(cè)試中的兩自由度加載裝置,主要由基座,X軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓
頭、驅(qū)動(dòng)元件和預(yù)緊機(jī)構(gòu)組成,所說(shuō)的壓頭9由多個(gè)薄壁柔性鉸鏈6、 7、 8連接到x軸向運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)17上;所說(shuō)的x軸正向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)17由多個(gè)薄壁柔性鉸鏈16、 19連接到剛性基座2 上;所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)元件由相互垂直布置的壓電疊堆組成,其中的一個(gè)壓電疊堆15整體安裝于 x軸向預(yù)緊機(jī)構(gòu)和x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)17之間,另一個(gè)壓電疊堆5整體安裝于壓頭9和壓頭預(yù) 緊機(jī)構(gòu)之間,壓頭9的下方為放置被測(cè)材料的剛體11上,剛體ll通過(guò)與其連接的柔性鉸鏈 10連接在剛性基座2上。
所說(shuō)的x軸向預(yù)緊機(jī)構(gòu)由裝在壓電堆15端部的剛體12,向剛體12提供預(yù)緊力的螺釘 13和柔性鉸鏈14組成,柔性鉸鏈14既與剛體12連接又與剛性基座2連接,所說(shuō)的壓頭預(yù) 緊機(jī)構(gòu)由裝在壓電堆5端部的剛體3,柔性鉸鏈4和向剛體3提供預(yù)緊力的螺釘20組成, 柔性鉸鏈4既與剛體3連接又與剛性基座2連接。所說(shuō)的柔性鉸鏈16、 19具有位移放大的功能,將壓電疊堆15的輸出放大。
所說(shuō)的壓電疊堆為可控面型的精密致動(dòng)元件,通過(guò)對(duì)壓電疊堆施加不同的電壓信號(hào),可 以實(shí)現(xiàn)不同的加載方式。
所說(shuō)的薄壁柔性鉸鏈與基座2,壓頭9和x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)17的連接方式為同一整體, 通過(guò)電火花線切割方式加工而成,在驅(qū)動(dòng)元件的推力作用下,發(fā)生微小彎曲變形,既可使壓 頭9沿y向產(chǎn)生精密直線運(yùn)動(dòng),還可使壓頭9和x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)17 —起產(chǎn)生沿x向的精密 直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí),壓頭9沿y向產(chǎn)生精密直線運(yùn)動(dòng),壓頭9和x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)17受到壓電 疊堆的推動(dòng)而與基座2發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生摩擦和磨損。
通過(guò)測(cè)量所述的柔性鉸鏈10的變形矢量X,可應(yīng)用公式F = M間接地計(jì)算出施加力F 的大小,其中K為系統(tǒng)的剛度矩陣。
該兩自由度材料納米力學(xué)性能測(cè)試中的加載裝置采用薄壁柔性鉸鏈與基座連接,以降低 壓頭直線方向重復(fù)定位誤差,提高系統(tǒng)定位精度。
本實(shí)用新型的積極效果是本實(shí)用新型可大大提高加載機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)精度,并實(shí)現(xiàn)復(fù)雜合 成運(yùn)動(dòng)方式,降低結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及尺寸,且具有成本低、投資少、見(jiàn)效快、效益高等優(yōu)點(diǎn)。

圖1是納米材料力學(xué)性能測(cè)試中的兩自由度加載裝置全剖視圖2是圖1的俯視圖3a是柔性鉸鏈14局部放大視圖3b是柔性鉸鏈14局部放大后的受力變形圖。
圖中1、 4、 6、 7、 8、 10、 14、 16、 19為薄壁柔性鉸鏈,2為基座,3、 11、 12、 18 為剛體,5、 15為壓電疊堆,9為壓頭,13、 20為螺釘,17為x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖l、 2,壓頭9由多個(gè)薄壁柔性鉸鏈6、 7、 8連接到x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)17上;所說(shuō) 的x軸正向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)17有多個(gè)薄壁柔性鉸鏈16、 19連接到剛性基座2上;所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)元件 由壓電疊堆組成,其中的壓電疊堆5整體安裝于x軸向預(yù)緊機(jī)構(gòu)12、 13、 14和x軸向運(yùn)動(dòng) 機(jī)構(gòu)17之間,其中的壓電疊堆15整體安裝于壓頭9和壓頭預(yù)緊機(jī)構(gòu)3、 4、 20之間;所說(shuō) 的x軸向預(yù)緊機(jī)構(gòu)12、 13、 14由剛體12,螺釘13和柔性鉸鏈14組成;所說(shuō)的壓頭預(yù)緊機(jī) 構(gòu)3、 4、 20由剛體3,柔性鉸鏈4和螺釘20組成。
具體工作過(guò)程如下-
初始狀態(tài)壓電疊堆均不帶電,系統(tǒng)處于自由狀態(tài),通過(guò)調(diào)整預(yù)緊機(jī)構(gòu)可以粗略地調(diào)整壓 頭9 x向和y向的位置。壓電疊堆5得電,壓電疊堆的伸長(zhǎng)的將被測(cè)材料壓在剛體ll上, 和剛體11相連的柔性鉸鏈10產(chǎn)生一定的變形,通過(guò)測(cè)量剛體11的位移,應(yīng)用柔性鉸鏈理 論,即可求取加載力的大小,同時(shí)壓頭的位移也可以測(cè)量出來(lái),這樣并可以求出壓入的深度, 即可以用于材料的納米壓痕試驗(yàn)。如果在壓電疊堆5得電的情況下,壓電疊堆15得電,這 樣就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)垂直于壓頭9加載方向的位移,這樣并可以將機(jī)構(gòu)應(yīng)用于劃痕試驗(yàn),同樣加載力的大小可以通過(guò)測(cè)量x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)位移的方法間接得到,即利用公式尸=^,其中 F為廣義力向量,X為廣義位移向量,K為系統(tǒng)的剛度矩陣。
權(quán)利要求1、一種材料納米力學(xué)性能測(cè)試中的兩自由度加載裝置,主要由基座,x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓頭、驅(qū)動(dòng)元件和預(yù)緊機(jī)構(gòu)組成,其特征在于所說(shuō)的壓頭(9)由多個(gè)薄壁柔性鉸鏈(6、7、8)連接到x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(17)上;所說(shuō)的x軸正向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(17)由多個(gè)薄壁柔性鉸鏈(16、19)連接到剛性基座(2)上;所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)元件由相互垂直布置的壓電疊堆組成,其中的一個(gè)壓電疊堆(15)整體安裝于x軸向預(yù)緊機(jī)構(gòu)和x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(17)之間,另一個(gè)壓電疊堆(5)整體安裝于壓頭(9)和壓頭預(yù)緊機(jī)構(gòu)之間,壓頭(9)的下方為放置被測(cè)材料的剛體(11)上,剛體(11)通過(guò)與其連接的柔性鉸鏈(10)連接在剛性基座(2)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料納米力學(xué)性能測(cè)試中的兩自由度加載裝置,其特征在于 所說(shuō)的x軸向預(yù)緊機(jī)構(gòu)由裝在壓電堆(15)端部的剛體(12),向剛體(12)提供預(yù)緊力的 螺釘(13)和柔性鉸鏈(14)組成,柔性鉸鏈(14)既與剛體(12)連接又與剛性基座(2) 連接,所說(shuō)的壓頭預(yù)緊機(jī)構(gòu)由裝在壓電堆(5)端部的剛體(3),柔性鉸鏈(4)和向剛體(3) 提供預(yù)緊力的螺釘(20)組成,柔性鉸鏈(4)既與剛體(3)連接又與剛性基座(2)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料納米力學(xué)性能測(cè)試中的兩自由度加載裝置,其特征在于 所說(shuō)的薄壁柔性鉸鏈與基座(2),壓頭(9)和x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(17)的連接方式為同一整 體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料納米力學(xué)性能測(cè)試中的兩自由度加載裝置,其特征在于 所說(shuō)的柔性鉸鏈?zhǔn)侵苯潜”谌嵝糟q鏈。
專利摘要本實(shí)用新型是涉及材料納米尺度性能測(cè)試的裝置,特別是涉及材料納米尺度力學(xué)性能測(cè)試中的微加載裝置。該裝置主要由基座,x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓頭、驅(qū)動(dòng)元件和預(yù)緊機(jī)構(gòu)組成,壓頭由多個(gè)薄壁柔性鉸鏈連接到x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上;x軸正向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由多個(gè)薄壁柔性鉸鏈連接到剛性基座上;所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)元件由壓電疊堆組成,其中的一個(gè)壓電疊堆整體安裝于x軸向預(yù)緊機(jī)構(gòu)和x軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間,另一個(gè)壓電疊堆整體安裝于壓頭和壓頭預(yù)緊機(jī)構(gòu)之間,壓頭的下方為放置被測(cè)材料的剛體上,剛體通過(guò)與其連接的柔性鉸鏈連接在剛性基座上。本實(shí)用新型為了解決了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法檢測(cè)加載力或檢測(cè)精度不高以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)昂貴等問(wèn)題,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N3/08GK201277930SQ20082007133
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者趙宏偉 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)
網(wǎng)友詢問(wèn)留言 已有0條留言
  • 還沒(méi)有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1
天等县| 德钦县| 台江县| 吉安县| 息烽县| 五指山市| 治县。| 苍山县| 涞水县| 延津县| 陕西省| 城固县| 麟游县| 尉氏县| 邯郸县| 米林县| 镇雄县| 东明县| 沙坪坝区| 邻水| 普定县| 宁波市| 高雄市| 襄垣县| 九江市| 乡宁县| 扶绥县| 霍州市| 金华市| 庆元县| 天峨县| 齐河县| 昌图县| 长岭县| 珲春市| 绍兴市| 昭平县| 略阳县| 兴化市| 平阳县| 德惠市|