發(fā)布時間：2017-09-12 04:03

  本文關鍵詞：基于新型壓電驅(qū)動器的原位拉伸及疲勞測試儀器開發(fā)

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【摘要】：材料科技是國民經(jīng)濟的基礎，是一切高技術的先導。當前在我國，由于自主測試能力不足，對材料微觀損傷機制不明確而造成的材料過早失效是引發(fā)重大惡性事故和人民生命財產(chǎn)損失的重要原因之一。原位力學測試是指在進行力學測試中，通過宏微觀等成像儀器對載荷作用下材料變形損傷進行高分辨、可視化動態(tài)監(jiān)測的技術。與傳統(tǒng)的非原位測試相比，原位力學測試可將材料測試過程中的微觀結構變化與力學性能發(fā)展結合起來分析，，從而有助于材料微觀機理的深入研究。鑒于原位測試技術廣闊的工程應用前景和巨大的科學研究價值，研制能夠?qū)Σ牧系奈⒂^力學服役行為及變形損傷機制進行準確評估的原位拉伸及疲勞測試儀器具有重要意義。 本論文通過對材料微觀力學性能原位測試技術發(fā)展現(xiàn)狀進行綜合分析，開發(fā)出一種基于新型壓電驅(qū)動器的原位拉伸及疲勞測試儀器。首先，提出了新型的箝位原理利用自鎖效應的斜塊箝位原理。利用這種箝位原理，開發(fā)出兩種基于斜塊箝位的新型壓電驅(qū)動器：混合驅(qū)動式壓電驅(qū)動器和推進式壓電驅(qū)動器。其次，建立了一套壓電驅(qū)動器性能測試系統(tǒng)，并對這兩種新型壓電驅(qū)動器的驅(qū)動性能進行了試驗測試，結果證明新型壓電驅(qū)動器適用于待開發(fā)的原位拉伸及疲勞測試儀器。然后，基于混合驅(qū)動式壓電驅(qū)動器設計開發(fā)了原位拉伸及疲勞測試儀器，并對該儀器進行了誤差分析，建立了避免誤差產(chǎn)生的閉環(huán)控制系統(tǒng)和儀器性能測試系統(tǒng)，考察了儀器的工作性能。經(jīng)與美國MTS公司生產(chǎn)的液壓力學測試系統(tǒng)進行測試結果比較，驗證了該儀器的準確性和可靠性。最后，將所開發(fā)的原位拉伸及疲勞測試儀器與金相顯微鏡配合使用，對純銅材料的力學性能進行了原位測試應用。本文開發(fā)的測試儀器在以下方面具有創(chuàng)新性： （1）所開發(fā)的壓電驅(qū)動器利用斜塊間的自鎖效應進行箝位，與傳統(tǒng)的箝位方式相比，箝位力大，箝位更加可靠。 （2）原位拉伸及疲勞測試儀器完全采用壓電驅(qū)動，且拉伸測試模塊與疲勞測試模塊兼容性好，測試分辨率高，測試結果準確。 （3）儀器整體尺寸較小，與金相顯微鏡及其他成像設備可很好兼容。 經(jīng)過試驗證明，我們所研究開發(fā)的原位拉伸及疲勞測試儀器結構設計合理，工作原理新穎，測試精度高且結果可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)被測試件的原位拉伸及疲勞測試。
【關鍵詞】：壓電驅(qū)動器 原位 拉伸 疲勞 測試儀器
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH87
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.1 顯微成像設備現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 拉伸及疲勞測試儀器現(xiàn)狀15-18
• 1.2.3 壓電驅(qū)動現(xiàn)狀18-21
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容21-23
• 第2章 基于斜塊箝位的壓電驅(qū)動器結構設計與分析23-37
• 2.1 基于斜塊箝位的壓電驅(qū)動器的整體結構與工作原理23-29
• 2.1.1 混合驅(qū)動式壓電驅(qū)動器的整體結構設計23-24
• 2.1.2 混合驅(qū)動式壓電驅(qū)動器的工作原理24-27
• 2.1.3 推進式壓電驅(qū)動器的整體結構設計27
• 2.1.4 推進式壓電驅(qū)動器的工作原理27-29
• 2.2 壓電驅(qū)動器的設計與分析29-35
• 2.2.1 斜面的自鎖效應29-30
• 2.2.2 箝位斜塊的設計與分析30-32
• 2.2.3 混合驅(qū)動式驅(qū)動器動子的設計與分析32-33
• 2.2.4 推進式驅(qū)動器定子的設計33-34
• 2.2.5 推進式驅(qū)動器有限元分析34-35
• 2.3 本章小結35-37
• 第3章 基于斜塊箝位的壓電驅(qū)動器性能測試與分析37-55
• 3.1 壓電驅(qū)動器性能測試系統(tǒng)37-39
• 3.2 混合驅(qū)動式壓電驅(qū)動器的性能測試39-46
• 3.2.1 控制波形對混合驅(qū)動式驅(qū)動器輸出性能的影響39-40
• 3.2.2 控制電壓對混合驅(qū)動式驅(qū)動器輸出性能的影響40-41
• 3.2.3 控制頻率對混合驅(qū)動式驅(qū)動器輸出性能的影響41-42
• 3.2.4 混合驅(qū)動式驅(qū)動器運動分辨率測試42-43
• 3.2.5 混合驅(qū)動式驅(qū)動器運動速度測試43-44
• 3.2.6 混合驅(qū)動式驅(qū)動器承載能力測試44-46
• 3.3 推進式壓電驅(qū)動器的性能測試46-54
• 3.3.1 控制電壓對推進式驅(qū)動器輸出性能的影響46-47
• 3.3.2 推進式驅(qū)動器運動分辨率測試47-48
• 3.3.3 推進式驅(qū)動器運動速度測試48-49
• 3.3.4 推進式驅(qū)動器承載能力測試49-51
• 3.3.5 推進式驅(qū)動器寄生位移測試51-52
• 3.3.6 推進式驅(qū)動器振動頻率測試52-54
• 3.4 本章小結54-55
• 第4章 原位拉伸及疲勞測試儀器結構設計與分析55-63
• 4.1 原位拉伸及疲勞測試儀器的整體方案設計55-56
• 4.2 原位拉伸及疲勞測試儀器的工作原理56-58
• 4.2.1 儀器驅(qū)動原理56
• 4.2.2 拉伸測試原理56-57
• 4.2.3 疲勞測試原理57-58
• 4.3 原位拉伸及疲勞測試儀器的誤差分析58-59
• 4.4 原位拉伸及疲勞測試儀器的閉環(huán)控制59-60
• 4.5 本章小結60-63
• 第5章 原位拉伸及疲勞測試儀器性能測試63-71
• 5.1 原位拉伸及疲勞測試儀器性能測試系統(tǒng)63-64
• 5.2 原位拉伸及疲勞測試儀器性能測試64-69
• 5.2.1 樣件制備64-65
• 5.2.2 原位拉伸測試試驗65-66
• 5.2.3 原位疲勞測試試驗66-67
• 5.2.4 拉伸及疲勞測試原位觀測試驗67-69
• 5.3 本章小結69-71
• 第6章 結論與展望71-75
• 6.1 結論71-73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻75-81
• 作者簡介81-83
• 致謝83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王麗敏,李秋榮;CuCr合金在NaCl鹽膜下的腐蝕行為[J];材料科學與工藝;2005年02期

2 陳隆慶,趙明f

本文編號：834943