DKTP微觀力學(xué)拉伸-低周疲勞測試儀

DKTP微觀力學(xué)拉伸-低周疲勞測試儀是可對材料微觀變形損傷、組織結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行可視化監(jiān)測的典型的靜、動態(tài)原位測試技術(shù)之一，本公司針對材料的微觀力學(xué)性能測試及表征，開發(fā)生產(chǎn)了商業(yè)化原位拉伸-低周疲勞測試儀，包括超精密原位拉伸-低周疲勞測試儀（圖1）和大量程原位拉伸-低周疲勞測試儀（圖4）。該系列試驗設(shè)備是與吉林大學(xué)科研團(tuán)隊聯(lián)合開發(fā)。

圖1 超精密原位拉伸-低周疲勞測試儀

應(yīng)用

金屬材料

合金材料

陶瓷材料

仿生材料

復(fù)合材料

特點及優(yōu)勢

超精密原位拉伸-低周疲勞測試儀，為材料制備、生命科學(xué)、航空航天和星際探索提供精準(zhǔn)技術(shù)支撐

研制了結(jié)構(gòu)緊湊的超精密原位拉伸-低周疲勞測試儀，可與光學(xué)顯微成像設(shè)備相兼容

實現(xiàn)在載荷作用下對材料微觀變形損傷機(jī)制與微觀組織演化等特性進(jìn)行動態(tài)原位觀測

深入研究材料的宏觀力學(xué)行為與微觀組織結(jié)構(gòu)演化規(guī)律

配備控制主機(jī)，專用檢測控制系統(tǒng)與配套分析處理軟件

*的設(shè)計

壓電致動型超精密原位拉伸-低周疲勞測試儀，實現(xiàn)體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、能夠與多種觀測設(shè)備兼容

解決傳統(tǒng)疲勞測試裝置以測試壽命曲線為主而導(dǎo)致的測試周期長和能耗高的問題

解決了傳統(tǒng)疲勞裝置無法實現(xiàn)對材料試件進(jìn)行實時觀測的問題

原位觀測時獲取更高的質(zhì)量的圖像，對于微觀組織結(jié)構(gòu)的觀測與分析能夠更加的清晰而準(zhǔn)確

通過儀器測得材料彈性階段和斷裂前載荷隨時間變化曲線如圖2所示，測試材料表面形貌原位觀測圖像如圖3所示。

圖2材料（鋁合金）彈性階段和斷裂前載荷隨時間變化曲線

如圖2所示，彈性階段與最終斷裂的30s載荷隨時間變化曲線，6061鋁合金在受到拉伸疲勞耦合載荷作用下仍明顯體現(xiàn)出其材料的塑性。

圖3測試材料表面形貌原位觀測圖像

如圖3（a）所示，整個斷口大致可分為裂紋擴(kuò)展初期、裂紋擴(kuò)展中期和瞬斷區(qū)三個區(qū)域。如圖3（b）所示，發(fā)現(xiàn)鎂合金在拉-拉疲勞載荷下的斷裂為沿晶斷裂與穿晶斷裂的混合，主裂紋附近有大量形如貝殼紋的褶皺，說明在裂紋萌生及擴(kuò)展過程中表面因擠壓而發(fā)生了位錯現(xiàn)象。


超精密原位拉伸-低周疲勞測試儀技術(shù)指標(biāo)（系列PL01、PL02、PLP01等）

載荷力：1000N、3000N（系列）

加載力分辨率：100mN

疲勞試驗頻率：0.001-1Hz/10-20Hz

力值測試范圍：1%～99% FS

力測量精度：±1%示值

位移分辨率：1μm

加載行程：10mm

測試速度范圍：0～6.5/min

位移速度精度：優(yōu)于±0.5%（空載）

速度負(fù)荷容量：3mm/min以下允許試驗力

壓電疊堆輸入波形：正弦波

樣品尺寸：毫米級

圖4大量程原位拉伸-低周疲勞測試儀

應(yīng)用

金屬材料

合金材料

陶瓷材料

仿生材料

復(fù)合材料

特點及優(yōu)勢

大量程原位拉伸-低周疲勞測試儀，為材料制備、生命科學(xué)、航空航天和星際探索提供精準(zhǔn)技術(shù)支撐。

研制了結(jié)構(gòu)緊湊的大量程原位拉伸-低周疲勞測試儀，可與光學(xué)顯微成像設(shè)備相兼容

實現(xiàn)在載荷作用下對材料微觀變形損傷機(jī)制與微觀組織演化等特性進(jìn)行動態(tài)原位觀測

深入研究材料的宏觀力學(xué)行為與微觀組織結(jié)構(gòu)演化規(guī)律

配備控制主機(jī)，專用檢測控制系統(tǒng)與配套分析處理軟件

*的設(shè)計

采用精密驅(qū)動單元作動力源及位移信號輸出，通過精密傳動單元減速并實現(xiàn)力矩放大、及運(yùn)動方式轉(zhuǎn)換，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動對試件裝夾單元夾持的試件實施拉伸載荷，信號檢測單元檢測試件受力及變形情況。

實現(xiàn)體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、能夠與多種觀測設(shè)備兼容。

解決了傳統(tǒng)疲勞裝置無法實現(xiàn)對材料試件進(jìn)行實時觀測的問題。

原位觀測時獲取更高的質(zhì)量的圖像，對于微觀組織結(jié)構(gòu)的觀測與分析能夠更加的清晰而準(zhǔn)確

通過儀器測得材料試驗曲線如圖5所示，測試材料表面形貌原位觀測圖像如圖6所示。

圖5 材料試驗曲線

如圖5所示，彈性階段實驗數(shù)據(jù)得出重復(fù)性誤差為3.2%，表明重復(fù)性。

圖6 材料表面形貌原位觀測圖像

如圖6所示，試件表面出現(xiàn)魚鱗狀紋理，表明材料內(nèi)部晶粒結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生明顯變化直到試件斷裂圖像信息出現(xiàn)。


大量程原位拉伸-低周疲勞測試儀技術(shù)指標(biāo)

載荷力： 3000N

加載力分辨率：1N

疲勞加載頻率范圍：1-50Hz

力值測試范圍：1%～99% FS

力測量精度：±1%示值

位移分辨率：2.5μm

加載行程：20mm

測試速度范圍：0～6.5/min

位移速度精度：優(yōu)于±0.5%（空載）

速度負(fù)荷容量：3mm/min以下允許試驗力

疲勞載荷波形：正弦波、三角波、矩形波，可選

樣品尺寸：毫米級