(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202222141328.8 (22)申请日 2022.08.15 (73)专利权人 西华大学 地址 610039 四川省成 都市郫都区红光大 道9999号 (72)发明人 王宇霄　徐磊　邓霆锋　李铜　 陈文静　 (74)专利代理 机构 成都知棋知识产权代理事务 所(普通合伙) 51325 专利代理师 马超前 (51)Int.Cl. G01N 3/24(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种能测试 材料微区机 械性能的试验 装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种能测试材料微区机 械性能的试验装置， 该装置包含： 环境箱， 剪切部 件， 试件固定部件， 底座； 以及所述的剪切部件包 含加力横梁、 剪切刀头和导向轴； 所述的剪切刀 头固定在所述的加力横梁的下表 面； 所述的加力 横梁下表 面对称设置贯通孔， 用于固定导向轴的 上端， 所述的导向轴的下端固定在底座上； 所述 的试件固定部件固定设置在所述的底 座上； 本实 用新型解决了微型剪切应力测量环 境单一、 测量 设备结构与测量方法较为复杂的问题。 本实用新 型的装置可在腐蚀试验环境条件下进行微型剪 切试验， 且该装置具有结构简单、 加工方便和测 量使用方法简单的优势。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 217954155 U 2022.12.02 CN 217954155 U 1.一种能测试 材料微区机 械性能的试验 装置， 其特 征在于， 该装置包 含： 环境箱(4)、 剪切部件(3)、 试件固定 部件(2)以及底座(1)； 其中， 所述的剪切部件(3)包含加力横梁(31)、 剪切刀头(33)、 导向轴(32)和贯通孔 (35)； 所述的剪切刀头(33)固定在所述的加力横梁(31)的下表面， 所述的剪切刀头(33)的 底面和背面均为斜面； 所述的剪切刀头(33)内设置有传感器， 该传感器与计算机通过总线 连接； 所述的加力横梁(31)下表 面与所述的底 座(1)上表 面相平行， 所述的加力横梁(31)下 表面对称贯通设置贯通孔(35)， 该贯通孔(35)用于固定导 向轴(32)的上端， 所述的导向轴 (32)的下端固定在所述的底座(1)上， 所述的导向轴(32)为伸缩结构； 所述的试件固定部件(2)固定在 所述的底座(1)上； 所述的试件固定部件(2)包含： 试件 送进平台(2 2)和千分尺测微头(21)； 其中， 所述的试件送进平台(22)贯通设置有长通孔(24)， 该长通孔(24)位于所述的剪 切刀头(3 3)下方， 其用于放置试件， 且试件的一端在所述的剪切刀头(3 3)的正下 方； 其中， 所述的试件送进平台(22)贯通设置有所述的千分尺测微头(21)； 所述的长通孔 (24)的中轴线与所述的千分尺测微头(21)的中轴线处于同一位置， 其用于确保剪切间距的 精度； 所述的底座(1)设置在环境箱(4)内底部， 所述环境箱(4)用于盛装腐蚀液； 所述的传感器为载荷传感器和位移传感器； 所述的载荷传感器用于读取剪切力的大 小； 所述的位移传感器用于获取剪切刀头(3 3)相对于底座(1)的位移。 2.根据权利要求1所述的能测试材料微 区机械性能的试验装置， 其特征在于， 所述的长 通孔(24)的长为1.4～1.6m m， 宽为1.4～1.6m m的矩形的通 孔。 3.根据权利要求1所述的能测试材料微 区机械性能的试验装置， 其特征在于， 所述的试 件送进平台(22)上设置有贯通至长通孔(24)的第一固定孔(23)， 该第一固定孔(23)连接螺 栓， 用于固定 长通孔(24)内的试件。 4.根据权利要求1所述的能测试材料微 区机械性能的试验装置， 其特征在于， 所述的试 件送进平台上(22)设置有贯通至千分尺测微头(21)的第二固定孔(25)， 该第二固定孔(25) 连接螺栓， 用于固定千分尺测微头(21)。 5.根据权利要求1所述的能测试材料微 区机械性能的试验装置， 其特征在于， 所述的剪 切刀头(33)的背面与竖直方向的夹角为剪切 后角( α )， 该剪切 后角( α )为2～ 4°； 所述的剪切 刀头(33)背面和底面的夹角为刀尖角( β )， 该刀尖角( β )为82.5 °； 所述的剪切刀头(33)的底 面与水平方向的夹角为剪切前角(γ)， 该剪切前角(γ)为3.5 °。 6.根据权利要求5所述的能测试材料微 区机械性能的试验装置， 其特征在于， 所述的剪 切后角( α )为 4°。 7.根据权利要求1所述的能测试材料微 区机械性能的试验装置， 其特征在于， 所述的导 向轴(32)由空心套筒(321)和套管(322)组成， 所述的空心套筒(321)套置在套管(322)的上 端， 所述空心套 筒(321)可相对套管(32 2)滑动。 8.根据权利要求1所述的能测试材料微 区机械性能的试验装置， 其特征在于， 所述的剪 切刀头(3 3)的材质采用工具钢。 9.根据权利要求1所述的能测试材料微 区机械性能的试验装置， 其特征在于， 所述的位 移传感器通过总线与万能试验机的控制器通过总线连接 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217954155 U 2一种能测试材料微区机械性能的试验装 置 技术领域 [0001]本实用新型涉及一种材料性能测试装置， 具体涉及一种能测试材料微区机械性能 的试验装置。 背景技术 [0002]结构微型化和材料复合化是未来的重要发展方向， 常规力学性能评价方法无法快 速准确评 定各种微区力学性能。 [0003]现有公开号为CN2092097U的专利中提供了一种多功能 的微型试验装置， 该装置安 装在材料试验机上除了能进行微型剪切试验之外， 同时还可进行微型拉伸、 小试件断裂力 学二种试验， 采用该装置可进 行微型试验测定非均质材料中某狭窄范围内任何一处材料的 机械性能。 但是该装置结构复杂， 制造和维护成本较高； 该装置的装配方式采用孔轴配合， 测量过程中导柱与孔之间的摩擦力会干扰剪切试验结果； 该装置试验环境单一， 无法测量 腐蚀环境对材 料性能的影响。 [0004]综合目前国内外对微型剪切应力测量试验研究发现， 其试验过程中均存在测量环 境比较单一、 测量设备 结构与测量方法较为复杂的问题。 实用新型内容 [0005]本实用新型的目的是提供一种能测试材料微区机械性能的试验装置， 解决了微型 剪切应力测量环境单一、 测量设备结构与测量方法较为复杂的问题， 该装置结构简单， 操作 方便， 能在腐蚀试验环境条件下进行微型剪切试验。 [0006]为了达到上述目的， 本实用新型提供了一种能测试材料微区机械性能的试验装 置， 该装置包含： 环境箱、 剪切部件、 试件固定部件以及底座。 所述的剪切部件包含加力横 梁、 剪切刀头、 导向轴、 传感器和贯通孔。 所述的剪切刀头固定在所述的加力横梁的下表 面， 所述的剪切刀头的底面和背面均为斜面； 所述的剪切刀头内设置有传感器， 该传感器与计 算机通过总线连接。 所述的加力横梁下表面与所述的底座上表面相平行， 加力横梁下表面 对称贯通设置贯通孔， 该贯通孔用于固定导向轴的上端， 所述的导向轴的下端固定在所述 的底座上， 所述的导向轴为伸缩 结构。 所述的试件固定部件固定在所述的底座上； 所述的试 件固定部件包含： 试件送进平台和千分尺测微头。 所述的试件送进平台贯通设置有长通孔， 该长通孔位于所述的剪切刀头下方， 其用于放置试件， 且试件的一端在所述的剪切刀头的 正下方； 所述的试件送进平台贯通设置有所述的千分尺测 微头； 所述的长通孔的中轴线与 所述的千分尺测 微头的中轴线处于同一位置， 其用于确保剪切间距的精度。 所述的底座设 置在环境箱内底部， 所述的环境箱内盛装腐蚀液， 进 行应力腐蚀试验， 该腐蚀液从箱体上部 倒入， 使试件完全浸泡， 待 试验完成后 将腐蚀液从下部排出口排出。 所述的传感器为载荷传 感器和位移传感器； 所述的载荷传感器用于读取剪切力的大小， 并进 行数据处理； 所述的位 移传感器用于获取剪切刀头相对于底座的位移， 并进行 数据处理。 [0007]优选地， 所述的长通 孔的长为1.4～1.6m m， 宽为1.4～1.6m m的矩形的通 孔。说　明　书 1/4 页 3 CN 217954155 U 3