CN103364281A - 测试环境温度可调的材料力学性能原位三点弯曲测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测试环境温度可调的材料力学性能原位三点弯曲测试平台，属于原位力学性能测试领域。其通过电阻丝对试件进行加热，结合高放大倍率固态CCD工业成像镜头观测，可以动态的监测材料在不同环境温度下在弯曲载荷作用下其微观组织结构变化以及裂纹的萌生、扩展等微观力学行为。本发明主要由精密驱动传动单元、检测单元、成像***单元、温度场控制单元、辅助支撑单元组成。优点在于：结构简单紧凑、传动平稳、有效地结合温度场和应力场，在高分辨率成像***下可对材料的微观变形、损伤与断裂过程进行原位观测，为揭示材料在不同温度场下的力学特性和损伤机制提供了崭新的测试方法。

Description

测试环境温度可调的材料力学性能原位三点弯曲测试平台

技术领域

本发明涉及原位力学性能测试领域，测试环境温度可调的材料力学性能原位三点弯曲测试平台。在不同温度场中通过高倍数固态CCD工业成像***可对测试材料的微观组织形貌、晶格变化、裂纹的萌生、扩展与断裂进行动态实时观测。该力学性能测试装置为材料基于温度场的力学性能检测提供了一种崭新的手段。

背景技术

原位力学性能测试是指在微/纳米尺度下对试件材料进行力学性能测试的过程中，可以通过原子力显微镜、电子显微镜以及光学显微镜等显微成像***对各种载荷作用下材料发生的微观变形、组织形貌和裂纹损伤等进行实时在线观察的一种力学测试方法。该技术可以从微观层面上对各类材料及其制品在各种载荷作用下的力学行为、损伤破坏机理。在诸多微纳米力学性能测试的范畴中，弹性模量、切变模量、硬度、屈服极限、断裂极限等参数是微构件力学特性测试中最主要的测试对象，针对这些力学参数产生了多种测试方法，如拉伸/压缩法、弯曲法、剪切法、扭转法、纳米压痕/划痕和鼓膜法等。其中原位三点弯曲测试方法能较全面地反映材料或制品在弯曲条件下的力学特性，在各类材料测试过程当中占有重要的地位。其主要表现在加载装置比较简单，对弯曲试件的加工工艺要求较低，不存在苛刻的对中夹紧等问题，同时在较小的载荷作用下会产生较大的变形，有助于测试过程获得较为直观的变形效果。

随着近代航空航天工业的快速发展，航空火箭、航空导弹、航空飞机等新型高科技产品的迅速崛起，新型高温复合材料的研制、开发与测试技术越来越受到科研领域和工业制造领域的重视。基于航天工业对高温的迫切需求，未来新材料探索之一是：利用多粒子束物理气相沉积或多粒子蒸镀技术将具有高韧性、抗高温氧化腐蚀材料与具有高强度的金属材料按不同层厚比制成多层材料,以获得兼有两种或两种以上材料性能的复合微层板。这种典型的高温金属间化合物等微层板复合材料兼有金属韧性和陶瓷的强度和化学稳定性，可用以替代等高温合金作为空天飞行器防热盖板。近年来，美国在高温合金蜂窝复合结构和软合金多层壁结构两种防热材料的研究方面取得了很大进展，目前已能制造出大尺寸的平面与曲面瓦，并解决了金属瓦与机身的连接问题。我国在相关领域也进行了大量的研究，因此开展基于温度场的材料力学性能测试新技术具有广阔的前景。

目前比较成熟的三点弯曲试验一般是依靠大型弯曲试验机对材料试件进行离位测试。弯曲加载过程按照相关标准以均匀速率对样品进行加载，通过相应的载荷位移传感单元将力信号与位移送入到计算机中绘制载荷-挠度曲线，结合材料截面属性进而得到在载荷作用下应力-应变曲线。但是传统弯曲试验机针对的大都是在常温下的大尺度试件，未涉及样品微纳米尺度范畴的力学性能研究，也没有考虑温度场对材料性能的影响，而且大多属于离位测试，未涉及到相应的显微成像***的原位观测。目前开发原位测试装置主要存在有以下特点：（1）从测试装置与成像***的兼容性问题来说，由于扫描电子显微镜、透射电子显微镜和原子力显微镜等的腔体空间非常有限，以至于目前的多数研究都集中在以微/纳机电***原理为基础，对纳米管、纳米线以及薄膜材料等极微小结构进行单纯原位纳米拉伸测试上，缺少对特征尺寸厘米级以上宏观试样的原位微/纳米力学性能测试的深入研究；（2）从测试精度上来说，主要集中于微驱动***的可靠性与稳定性的研发，载荷位移信号的精确测量手段以及试样加工、夹持、对中等问题。

鉴于我国对于复合微层板和热障涂层等材料的机械性能的研究还相对落后。因此，开发高温环境下材料力学性能的测试方法具有重要的意义。通过测试微层板中各组份层材料的力学性能，为微层板性能的预估、变形及破坏机理的研究奠定基础。基于此在宏观的拉伸、弯曲与扭转等材料力学性能测试手段的基础之上，结合温度场与原位测试理念，将传统的测试装置向小型化、精确化和多功能化方向发展已成为一种趋势。本发明正是迎合以上的材料力学性能测试的发展需求，开发了一种可以基于温度场的材料原位三点弯曲实验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试环境温度可调的材料力学性能原位三点弯曲测试平台，解决了现有技术存在的上述问题。本发明不但可以满足标准的材料机械性能测试过程，而且在原位力学测试中为材料力学性能的温度场响应提供了技术手段。对于推进高性能材料在高温环境下的性能原位测试技术具有举足轻重的作用。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

测试环境温度可调的材料力学性能原位三点弯曲测试平台，包括精密驱动传动单元、检测单元、成像***单元、温度场控制单元、辅助支撑单元，针对材料在不同温度场作用下微观组织形貌、晶格变化、裂纹的萌生、扩展等现象进行原位实时动态的观测；

所述精密驱动传动单元由直流电机3、轴20、蜗杆19和蜗轮21组成，其中，直流电机3通过螺钉Ⅱ18紧固在机架2上，电机3的输出轴与蜗杆19固连，经蜗轮21减速将动力输出到轴20上，实现大幅减速增扭作用；轴20带动齿轮Ⅱ33进行旋转，通过齿轮的啮合作用将旋转运动同时传递给齿轮Ⅰ35，齿轮Ⅰ、Ⅱ35、33的偏心孔分别通过销轴Ⅰ、Ⅱ36、22与连杆Ⅰ、Ⅱ37、31相连；连杆Ⅰ、Ⅱ37、31的另一端分别通过销轴Ⅲ、Ⅳ32、30与滑块Ⅰ、Ⅱ23、29相连；通过此结构将齿轮副偏心孔的旋转运动转化为滑块Ⅰ、Ⅱ23、29的直线运动；滑块Ⅰ、Ⅱ23、29分别由滑轨Ⅰ、Ⅱ25、28进行导向，二者之间采用V型槽进行导向，滑轨Ⅰ、Ⅱ25、28分别与机架2之间通过螺钉Ⅴ27固定；所述精密驱动传动单元采用完全对称方式布置，利用曲柄滑块机构巧妙地将齿轮Ⅰ、Ⅱ35、33的旋转运动转化为滑块Ⅰ、Ⅱ23、29的直线运动，输出载荷稳定、可靠且对称分布；

所述检测单元由力传感器6、激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ5、8构成，其中，力传感器6两端通过连接螺纹分别与压头7、机架2固定连接，激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ5、8与机架2之间通过螺钉Ⅳ26固定连接；所述力传感器6、激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ5、8分别检测试件10在三点弯曲变形过程中载荷与位移的变化；

所述成像***单元主要由CCD工业成像镜头12、支架Ⅰ、Ⅱ15、11、回转架14、压板13和调节旋钮16件构成，其中，CCD工业成像镜头12通过螺钉Ⅵ34将其紧固在压板13与回转架14之间，可随回转架14一起转动；支架Ⅰ、Ⅱ15、11与机架2之间由螺钉Ⅲ24固定，用于支撑CCD工业成像镜头12；通过调节旋钮16可以对CCD镜头的成像角度进行调节；所述成像***单元利用CCD成像镜头12可以观测材料微观组织形貌、晶格变化、裂纹的萌生、扩展等现象；

所述温度场控制单元主要由加热电阻丝9和温控器4组成，其中，温控器4为一个电压可调的开关，通过控制温控器4给加热电阻丝9的供电电压就可以方便的调节对试件10的加热温度，以实现不同的加热温度；

所述辅助支撑单元主要由机架2、上盖板1构成，上盖板1与机架2之间通过螺钉Ⅰ17固定连接；由机架2和上盖板1将整个测试平台分割成两个相对独立的空间，可以有效地避免驱动、控制部件与检测单元之间的信号干扰，保护电机不受加热电阻丝的影响。

所述的精密驱动传动单元通过经典的曲柄滑块机构将齿轮Ⅰ、Ⅱ35、33的旋转运动巧妙地转化为滑块Ⅰ、Ⅱ23、29的直线运动，进而推动试件10压向压头7，发生挠曲变形；由于压头7固定不动，试件10两端在滑块Ⅰ、Ⅱ23、29的作用下同步向下移动，保证了试件10的中心点的高度不发生改变，便于实现原位观察；而且采取的两个曲柄滑块机构对称布置，在试件10中心观测区域留有较大的空间，便于施加温度场以及原位成像镜头。

所述的成像***单元采用高倍数固态CCD工业成像镜头12及其调整机构，可以在测试过程中对材料微观组织形貌、晶格变化、裂纹的萌生、扩展等现象进行原位观测；转动调节旋钮16可调节CCD工业成像镜头12的视场成像角度，保证具有较好的成像视角。

所述的温度场控制单元通过加热电阻丝9对试件10进行接触式加热，通过温控器5调节对加热电阻丝9的供电电压，试件10在不同的供电电压下会在不同的温度下能达到热平衡，进而完成对试件10的变温加载。

所述的机架2整体采用T型结构，结合上盖板1将整个测试平台分为两个相对独立的空间，将直流电机3、温控器4与力传感器6、激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ5、8分隔在两侧，避免了直流电机3与温控器4的大电流对力传感器6、激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ5、8的微小电流的干扰；同时还有利于对将加热电阻丝9的热量分隔在加载一侧，减小对电机的影响。

所述的力传感器6两端分别与压头7、机架2固定连接，采用两个激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ5、8分别测量试件10两端的向下位移，将两路数据取平均值，可有效地降低因试件偏斜而造成的绕度测试不准确的问题，该测试方法可以取得较好的测试结果。

    本发明的有益效果在于：本发明不局限于传统的三点弯曲力学性能测试，将原有的测试手段上结合了原位测试技术，在三点弯曲的过程中能够针对不同温度场作用下材料微观组织形貌、晶格变化、裂纹的萌生、扩展等现象进行原位实时动态的观测。在驱动方面，采用对称式齿轮布置，组成典型的曲柄滑块机构驱动两侧的弯曲压头实现压弯动作，此种布置方式两侧压头分别通过两套曲柄滑块机构进行驱动，在试件中部预留较大的空间，便于实现温度场的施加与控制。在整体结构上，该测试装置结构紧凑，驱动模块、检测模块和载荷温度场模块分布于不同的隔离空间内，避免了各个模块之间信号之间的相互干扰。在施加温度场方面该装置采用加热电阻丝接触式加热，结构简单控制方便，结合热平衡原理可以实现较大范围内的温度调节。该测试装置迎合当前材料力学性能测试的发展需求，开发了一种可以基于温度场的材料原位三点弯曲力学测试平台，不但可以满足标准的材料机械性能测试过程，而且在原位力学测试中为材料力学性能的温度场响应提供了技术手段。同时本测试平台还具有结构简单紧凑、传动平稳、应力场与温度场相结合等优势，具有广阔的应用前景。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的整机轴侧视图；

图2为本发明的左视图；

图3为本发明的正视图；

图4为本发明的试件加热部分局部放大（2:1）示意图。

图中：1.上盖板；2.机架；3.直流电机；4.温控器；5.激光位移传感器Ⅰ；6.力传感器；7.压头；8.激光位移传感器Ⅱ；9.加热电阻丝；10.试件；11.支架Ⅱ；12.CCD工业成像镜头；13.压板；14.回转架；15.支架Ⅰ；16.调节旋钮；17.螺钉Ⅰ；18.螺钉Ⅱ；19.蜗杆；20.轴；21.蜗轮；22.销轴Ⅱ；23.滑块Ⅰ；24.螺钉Ⅲ；25.滑轨Ⅰ；26.螺钉Ⅳ；27.螺钉Ⅴ；28.滑轨Ⅱ；29.滑块Ⅱ；30.销轴Ⅳ；31.连杆Ⅱ；32.销轴Ⅲ；33.齿轮Ⅱ；34.螺钉Ⅵ；35.齿轮Ⅰ；36销轴Ⅰ；37.连杆Ⅰ。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。

参见图1至图4所示，本发明的测试环境温度可调的材料力学性能原位三点弯曲测试平台，包括精密驱动传动单元、检测单元、成像***单元、温度场控制单元、辅助支撑单元，针对材料在不同温度场作用下微观组织形貌、晶格变化、裂纹的萌生、扩展等现象进行原位实时动态的观测；

所述精密驱动传动单元由直流电机3、轴20、蜗杆19和蜗轮21组成，其中，直流电机3通过螺钉Ⅱ18紧固在机架2上，电机3的输出轴与蜗杆19固连，经蜗轮21减速将动力输出到轴20上，实现大幅减速增扭作用；轴20带动齿轮Ⅱ33进行旋转，通过齿轮的啮合作用将旋转运动同时传递给齿轮Ⅰ35，齿轮Ⅰ、Ⅱ35、33的偏心孔分别通过销轴Ⅰ、Ⅱ36、22与连杆Ⅰ、Ⅱ37、31相连；连杆Ⅰ、Ⅱ37、31的另一端分别通过销轴Ⅲ、Ⅳ32、30与滑块Ⅰ、Ⅱ23、29相连；通过此结构将齿轮副偏心孔的旋转运动转化为滑块Ⅰ、Ⅱ23、29的直线运动；滑块Ⅰ、Ⅱ23、29分别由滑轨Ⅰ、Ⅱ25、28进行导向，二者之间采用V型槽进行导向，滑轨Ⅰ、Ⅱ25、28分别与机架2之间通过螺钉Ⅴ27固定；所述精密驱动传动单元采用完全对称方式布置，利用曲柄滑块机构巧妙地将齿轮Ⅰ、Ⅱ35、33的旋转运动转化为滑块Ⅰ、Ⅱ23、29的直线运动，输出载荷稳定、可靠且对称分布；

所述检测单元由力传感器6、激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ5、8构成，其中，力传感器6两端通过连接螺纹分别与压头7、机架2固定连接，激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ5、8与机架2之间通过螺钉Ⅳ26固定连接；所述力传感器6、激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ5、8分别检测试件10在三点弯曲变形过程中载荷与位移的变化；

所述成像***单元主要由CCD工业成像镜头12、支架Ⅰ、Ⅱ15、11、回转架14、压板13和调节旋钮16件构成，其中，CCD工业成像镜头12通过螺钉Ⅵ34将其紧固在压板13与回转架14之间，可随回转架14一起转动；支架Ⅰ、Ⅱ15、11与机架2之间由螺钉Ⅲ24固定，用于支撑CCD工业成像镜头12；通过调节旋钮16可以对CCD镜头的成像角度进行调节；所述成像***单元利用CCD成像镜头12可以观测材料微观组织形貌、晶格变化、裂纹的萌生、扩展等现象；

所述温度场控制单元主要由加热电阻丝9和温控器4组成，其中，温控器4为一个电压可调的开关，通过控制温控器4给加热电阻丝9的供电电压就可以方便的调节对试件10的加热温度，以实现不同的加热温度；

所述辅助支撑单元主要由机架2、上盖板1构成，上盖板1与机架2之间通过螺钉Ⅰ17固定连接；由机架2和上盖板1将整个测试平台分割成两个相对独立的空间，可以有效地避免驱动、控制部件与检测单元之间的信号干扰，保护电机不受加热电阻丝的影响。

所述的精密驱动传动单元通过经典的曲柄滑块机构将齿轮Ⅰ、Ⅱ35、33的旋转运动巧妙地转化为滑块Ⅰ、Ⅱ23、29的直线运动，进而推动试件10压向压头7，发生挠曲变形；由于压头7固定不动，试件10两端在滑块Ⅰ、Ⅱ23、29的作用下同步向下移动，保证了试件10的中心点的高度不发生改变，便于实现原位观察；而且采取的两个曲柄滑块机构对称布置，在试件10中心观测区域留有较大的空间，便于施加温度场以及原位成像镜头。

所述的成像***单元采用高倍数固态CCD工业成像镜头12及其调整机构，可以在测试过程中对材料微观组织形貌、晶格变化、裂纹的萌生、扩展等现象进行原位观测；转动调节旋钮16可调节CCD工业成像镜头12的视场成像角度，保证具有较好的成像视角。

所述的温度场控制单元通过加热电阻丝9对试件10进行接触式加热，通过温控器5调节对加热电阻丝9的供电电压，试件10在不同的供电电压下会在不同的温度下能达到热平衡，进而完成对试件10的变温加载。

所述的机架2整体采用T型结构，结合上盖板1将整个测试平台分为两个相对独立的空间，将直流电机3、温控器4与力传感器6、激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ5、8分隔在两侧，避免了直流电机3与温控器4的大电流对力传感器6、激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ5、8的微小电流的干扰；同时还有利于对将加热电阻丝9的热量分隔在加载一侧，减小对电机的影响。

所述的力传感器6两端分别与压头7、机架2固定连接，采用两个激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ5、8分别测量试件10两端的向下位移，将两路数据取平均值，可有效地降低因试件偏斜而造成的绕度测试不准确的问题，该测试方法可以取得较好的测试结果。

精密驱动传动单元由直流伺服电机提供动力，经由大减速比精密蜗轮蜗杆减速进行减速增扭。蜗杆轴的输出动力采用典型的曲柄滑块机构，将齿轮的旋转运动经由偏心输出孔转化为滑块的直线运动，进而压迫试件发生挠曲变形。变形过程中两侧压头同步下压可以确保试件中部挠度最大处不发生移动，易于实现原位观测。检测单元包括力传感器、激光位移传感器，分别检测试件在弯曲变形过程中载荷与位移的变化。成像***单元由CCD镜头、镜头旋转调节机构及支架构成，可以实时的观测材料微观组织形貌、晶格变化、裂纹的萌生、扩展等现象。温度场控制单元由加热电阻丝、温控开关组成，通过调节温控开关的供电电压可以为测试试件提供不同的测试温度。

参见图1至图4所示，本发明的具体工作过程如下：

温度场场的施加与原位成像***的调整：实验开始前，打开温度场控制开关，采用电压控制的方式调节加热电阻丝9中电流的大小，待到试件10从电阻丝吸收的热量与向周围环境散失的热量达到一种动态平衡时，保持加热电压不变直到完成整个测试过程。实验前松开压板13的螺钉Ⅵ34，调节镜头与试件间的距离以或得清晰地图像，在测试过程中，在压头7的支撑作用下试件中心点始终保持不变，调整调节旋钮16可实现微小角度的调整，获得最佳的图像效果。

三点弯曲的实现：首先，动力由直流电机3传出，带动蜗杆19、蜗轮21实现大幅减速增扭。其次，蜗轮21将动力传递给齿轮Ⅰ35，此时与齿轮Ⅰ35相互啮合的齿轮Ⅱ33反向旋转。齿轮Ⅰ、Ⅱ35、33的旋转运动经由连杆Ⅰ、Ⅱ37、31传递到滑块Ⅰ、Ⅱ23、29上，滑块Ⅰ、Ⅱ23、29在滑轨Ⅰ、Ⅱ25、28的导向作用下直线移动，整个机构构成一对曲柄滑块机构，最终将齿轮Ⅰ、Ⅱ35、33的旋转运动转化为滑块Ⅰ、Ⅱ23、29的直线运动，进而推动试件10压向压头7，使试件10发生三点弯曲的挠曲变形。测试过程中力传感器6和激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ5、8将采集到的信号进行放大采样处理后送入到处理计算机中获得材料的各项力学性能参数，同时 CCD工业成像镜头12实时的将采集到的试件微观变形图像信息进行存储，与试件的应力--应变曲线实时对应就可以方便的得到材料基于预加温度场的原位力学测试参数。

以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种测试环境温度可调的材料力学性能原位三点弯曲测试平台，其特征在于：包括精密驱动传动单元、检测单元、成像***单元、温度场控制单元、辅助支撑单元，针对材料在不同温度场作用下微观组织形貌、晶格变化、裂纹的萌生、扩展现象进行原位实时动态的观测；

所述精密驱动传动单元由直流电机（3）、轴（20）、蜗杆（19）和蜗轮（21）组成，其中，直流电机（3）通过螺钉Ⅱ（18）紧固在机架（2）上，电机（3）的输出轴与蜗杆（19）固连，经蜗轮（21）减速将动力输出到轴（20）上；轴（20）带动齿轮Ⅱ（33）进行旋转，通过齿轮的啮合作用将旋转运动同时传递给齿轮Ⅰ（35），齿轮Ⅰ、Ⅱ（35、33）的偏心孔分别通过销轴Ⅰ、Ⅱ（36、22）与连杆Ⅰ、Ⅱ（37、31）相连；连杆Ⅰ、Ⅱ（37、31）的另一端分别通过销轴Ⅲ、Ⅳ（32、30）与滑块Ⅰ、Ⅱ（23、29）相连；通过此结构将齿轮副偏心孔的旋转运动转化为滑块Ⅰ、Ⅱ（23、29）的直线运动；滑块Ⅰ、Ⅱ（23、29）分别由滑轨Ⅰ、Ⅱ（25、28）进行导向，二者之间采用V型槽进行导向，滑轨Ⅰ、Ⅱ（25、28）分别与机架（2）之间通过螺钉Ⅴ（27）固定；所述精密驱动传动单元采用完全对称方式布置，利用曲柄滑块机构巧妙地将齿轮Ⅰ、Ⅱ（35、33)的旋转运动转化为滑块Ⅰ、Ⅱ（23、29）的直线运动，输出载荷稳定、可靠且对称分布；

所述检测单元由力传感器（6）、激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ（5、8）构成，其中，力传感器（6）两端通过连接螺纹分别与压头（7）、机架（2）固定连接，激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ（5、8）与机架（2）之间通过螺钉Ⅳ（26）固定连接；所述力传感器（6）、激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ（5、8）分别检测试件（10）在三点弯曲变形过程中载荷与位移的变化；

所述成像***单元主要由CCD工业成像镜头（12）、支架Ⅰ、Ⅱ（15、11）、回转架（14）、压板（13）和调节旋钮（16）件构成，其中，CCD工业成像镜头（12）通过螺钉Ⅵ（34）将其紧固在压板（13）与回转架（14）之间，可随回转架（14）一起转动；支架Ⅰ、Ⅱ（15、11）与机架（2）之间由螺钉Ⅲ（24）固定，用于支撑CCD工业成像镜头（12）；通过调节旋钮（16）可以对CCD镜头的成像角度进行调节；所述成像***单元利用CCD成像镜头（12）可以观测材料微观组织形貌、晶格变化、裂纹的萌生、扩展现象；

所述温度场控制单元主要由加热电阻丝（9）和温控器（4）组成，其中，温控器（4）为一个电压可调的开关，通过控制温控器（4）给加热电阻丝（9）的供电电压就可以方便的调节对试件（10）的加热温度，以实现不同的加热温度；

所述辅助支撑单元主要由机架（2）、上盖板（1）构成，上盖板（1）与机架（2）之间通过螺钉Ⅰ（17）固定连接；由机架（2）和上盖板（1）将整个测试平台分割成两个相对独立的空间，避免驱动、控制部件与检测单元之间的信号干扰，保护电机不受加热电阻丝的影响。

2.根据权利要求1所述的测试环境温度可调的材料力学性能原位三点弯曲测试平台，其特征在于：所述的精密驱动传动单元通过曲柄滑块机构将齿轮Ⅰ、Ⅱ（35、33）的旋转运动转化为滑块Ⅰ、Ⅱ（23、29）的直线运动，进而推动试件（10）压向压头（7），发生挠曲变形；由于压头（7）固定不动，试件（10）两端在滑块Ⅰ、Ⅱ（23、29）的作用下同步向下移动，保证了试件（10）的中心点的高度不发生改变，便于实现原位观察；而且采取的两个曲柄滑块机构对称布置，在试件（10）中心观测区域留有较大的空间，便于施加温度场以及原位成像镜头。

3.根据权利要求1所述的测试环境温度可调的材料力学性能原位三点弯曲测试平台，其特征在于：所述的成像***单元采用高倍数固态CCD工业成像镜头（12）及其调整机构，可以在测试过程中对材料微观组织形貌、晶格变化、裂纹的萌生、扩展现象进行原位观测；转动调节旋钮（16）可调节CCD工业成像镜头（12）的视场成像角度，保证具有较好的成像视角。

4.根据权利要求1所述的测试环境温度可调的材料力学性能原位三点弯曲测试平台，其特征在于：所述的温度场控制单元通过加热电阻丝（9）对试件（10）进行接触式加热，通过温控器（5）调节对加热电阻丝（9）的供电电压，试件（10）在不同的供电电压下会在不同的温度下能达到热平衡，进而完成对试件（10）的变温加载。

5.根据权利要求1所述的测试环境温度可调的材料力学性能原位三点弯曲测试平台，其特征在于：所述的机架（2）整体采用T型结构，结合上盖板（1）将整个测试平台分为两个相对独立的空间，将直流电机（3）、温控器（4）与力传感器（6）、激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ（5、8）分隔在两侧，避免了直流电机（3）与温控器（4）的大电流对力传感器（6）、激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ（5、8）的微小电流的干扰；同时还有利于对将加热电阻丝（9）的热量分隔在加载一侧，减小对电机的影响。

6.根据权利要求1所述的测试环境温度可调的材料力学性能原位三点弯曲测试平台，其特征在于：所述的力传感器（6）两端分别与压头（7）、机架（2）固定连接，采用两个激光位移传感器Ⅰ、Ⅱ（5、8）分别测量试件（10）两端的向下位移，将两路数据取平均值。

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