本實(shí)用新型涉及材料微觀力學(xué)性能測(cè)試領(lǐng)域的精密科學(xué)儀器領(lǐng)域，特別涉及一種高溫雙軸同步拉伸力學(xué)性能測(cè)試儀器。該儀器可以對(duì)在高溫條件下承受復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的材料失效機(jī)制進(jìn)行研究，可精確地測(cè)試材料在高溫條件下承受同步雙軸拉伸時(shí)的力學(xué)行為、損傷機(jī)制與性能弱化規(guī)律。

背景技術(shù)：

材料作為21世紀(jì)的三大支柱產(chǎn)業(yè)之一，其重要性是不言而喻的。在現(xiàn)代社會(huì)中，材料與國(guó)民工業(yè)的聯(lián)系也越來越緊密。但是，在實(shí)際服役狀態(tài)下，材料通常不是承受單一載荷的作用。然而傳統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)僅僅是在單一載荷作用下測(cè)材料的力學(xué)性能，所以不能完全反映構(gòu)件的受力狀態(tài)，這也是零件提前失效的主要原因之一。隨著板殼理論的提出，板材的應(yīng)用也越來越廣泛，尤其在航天以及國(guó)防工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。板材的受力狀態(tài)一般是典型的二向應(yīng)力。顯然，如果應(yīng)用傳統(tǒng)的測(cè)試裝置不能完全體現(xiàn)它的受力狀態(tài)，所以測(cè)得的力學(xué)參數(shù)也不具有絕對(duì)的參考價(jià)值。再者通常較薄的板材將表現(xiàn)出一種各向異性，所以單軸拉伸試驗(yàn)很難準(zhǔn)確描述薄板的力學(xué)性能。

此外，部分航空航天器結(jié)構(gòu)件和機(jī)械裝備元件經(jīng)常會(huì)在較高的溫度下工作，而溫度會(huì)對(duì)材料的力學(xué)性能造成較大影響，所以此時(shí)在常溫下用單向拉伸測(cè)得的力學(xué)參數(shù)是不準(zhǔn)確的，依據(jù)這樣的參數(shù)去設(shè)計(jì)，難以保證結(jié)構(gòu)的安全性。因此，如果能在材料力學(xué)性能測(cè)試中，開發(fā)一種可以提供接近材料真實(shí)受力情況，模擬材料所處的真實(shí)環(huán)境的力學(xué)測(cè)試儀器，就能更加準(zhǔn)確的獲得材料在實(shí)際服役條件下的力學(xué)性能。

現(xiàn)有的雙軸拉伸裝置驅(qū)動(dòng)單元較多，一般采用X向以及Y向單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，例如2013年張鵬等人申請(qǐng)的力熱耦合加載的雙軸雙向拉伸/壓縮原位測(cè)試系統(tǒng)（CN203337479U）；有些雙軸拉伸儀器采用4個(gè)驅(qū)動(dòng)器對(duì)于4個(gè)拉伸端分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，例如2015年陳務(wù)軍等人申請(qǐng)的一種雙軸拉伸測(cè)試裝置（CN104568591A）。這樣設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是：（1）由于驅(qū)動(dòng)單元較多，導(dǎo)致儀器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜；（2）由于驅(qū)動(dòng)單元不唯一，難以完全實(shí)現(xiàn)完全的同步加載。此外，之前的雙軸拉伸儀器很難實(shí)現(xiàn)室溫~1600℃的高溫加載溫度區(qū)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種高溫雙軸同步拉伸力學(xué)性能測(cè)試儀器，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)：（1）采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過三個(gè)相互正交的錐齒輪傳動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)雙軸同步拉伸；（2）通過爪牙式離合器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)單軸拉伸，雙軸拉伸的切換；（3）通過更換不同傳動(dòng)比的錐齒輪，可以實(shí)現(xiàn)不同比例加載。（4）通過高溫加熱爐實(shí)現(xiàn)高達(dá)1600℃的高溫加載。（5）可以與光學(xué)顯微鏡集成使用，從而觀察材料在高溫條件下，承受雙向拉力下的裂紋擴(kuò)展等微觀結(jié)構(gòu)變化。本實(shí)用新型提供了一種可以模擬材料真實(shí)服役狀態(tài)下的高溫雙軸拉伸的實(shí)驗(yàn)儀器，對(duì)于揭示材料失效的微觀變化具有重要意義。本儀器通過巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由一個(gè)交流伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)三個(gè)相互正交的錐齒輪，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)X軸、Y軸的等速同步拉伸；通過更換不同傳動(dòng)比的錐齒輪，亦可實(shí)現(xiàn)X軸、Y軸的非等速拉伸測(cè)試；通過手柄的滑動(dòng)切換，還可以實(shí)現(xiàn)沿X軸方向的單軸拉伸。高溫加載模塊采用高溫加熱爐，選用硅鉬棒作為加熱元件，最高加熱溫度可達(dá)1600℃，從而實(shí)現(xiàn)高溫下材料在承受雙向拉力時(shí)其相關(guān)力學(xué)性能的測(cè)試研究。其中高溫加熱爐配有光學(xué)視窗，可與光學(xué)顯微鏡集成使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料變溫拉伸測(cè)試過程中的微觀力學(xué)行為與損傷機(jī)制的動(dòng)態(tài)原位監(jiān)測(cè)。本裝置通過創(chuàng)新提出的新穎結(jié)構(gòu)，有效的解決了雙軸拉伸難以實(shí)現(xiàn)同步加載的難題，同時(shí)又兼具非等速拉伸加載以及單軸拉伸等功能，測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，便于集成和控制，具有良好的應(yīng)用前景，對(duì)于高溫條件下材料在承受復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)時(shí)力學(xué)性能的測(cè)試研究具有十分重要的意義。

本實(shí)用新型的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

高溫雙軸同步拉伸力學(xué)性能測(cè)試儀器，整體結(jié)構(gòu)采用臥式布置，包括驅(qū)動(dòng)單元、傳動(dòng)單元、拉伸單元及檢測(cè)單元、十字形試件的夾持單元以及高溫加載單元，其中驅(qū)動(dòng)單元采用一個(gè)交流伺服電機(jī)8，通過蝸輪25、蝸桿23減速增扭后進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而保證X、Y軸加載的同步性；傳動(dòng)單元采用三個(gè)相互正交的錐齒輪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ20、27、28進(jìn)行動(dòng)力的傳遞，從而實(shí)現(xiàn)單電機(jī)驅(qū)動(dòng)下X軸、Y軸的雙向動(dòng)力傳遞；拉伸單元及檢測(cè)單元設(shè)置在高溫加載單元的高溫加熱爐4外部，防止高溫對(duì)整個(gè)測(cè)試儀器造成的損傷并減小溫度變化對(duì)于檢測(cè)單元的影響；拉伸單元通過絲杠螺母副將交流伺服電機(jī)8的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺母基座Ⅱ16的直線運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)單元采用拉力傳感器Ⅰ、Ⅱ以及直線光柵位移傳感器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ進(jìn)行力和位移的測(cè)量；十字形試件的夾持單元螺紋連接到螺母基座Ⅱ16上，螺母基座Ⅱ16通過滑塊Ⅱ17固連在直線導(dǎo)軌Ⅱ15上，從而使十字形試件的夾持單元以及拉伸單元整體沿直線導(dǎo)軌Ⅱ運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)力的加載；高溫加載單元的高溫加熱爐4通過螺紋連接的方式固定在儀器的底板10上；原位觀測(cè)顯微鏡置于高溫加載單元的正上方，通過高溫加載單元的光學(xué)視窗對(duì)被測(cè)樣品的力學(xué)行為和損傷機(jī)制進(jìn)行動(dòng)態(tài)原位觀測(cè)。

所述的驅(qū)動(dòng)單元采用一個(gè)交流伺服電機(jī)8提供驅(qū)動(dòng)力，經(jīng)過蝸輪25、蝸桿23減速增扭后，將動(dòng)力傳遞到X向絲杠Ⅰ22上，之后通過絲杠螺母副對(duì)試件施加載荷；其中，交流伺服電機(jī)8通過電機(jī)支座24固定在底板10上，蝸桿23安裝到交流伺服電機(jī)8的輸出軸上；蝸輪25通過鍵連接固定在X向絲杠Ⅰ22上，從而將交流伺服電機(jī)輸出的動(dòng)力進(jìn)行減速增扭，最后通過絲杠螺母副將交流伺服電機(jī)8的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槁菽富?6的直線運(yùn)動(dòng)，所述螺母基座Ⅱ16通過滑塊Ⅱ17安裝到直線導(dǎo)軌Ⅱ15上。

所述的傳動(dòng)單元采用三個(gè)相互正交的錐齒輪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ20、27、28進(jìn)行動(dòng)力的傳遞，具體包括：兩個(gè)旋向相反的X向絲杠Ⅰ、Ⅱ22、32，兩個(gè)旋向相同的Y向絲杠Ⅰ、Ⅱ19、26，三個(gè)相互正交的錐齒輪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ20、27、28，爪牙式離合器31，其中，所述X向絲杠Ⅱ32通過軸承支座Ⅲ33安裝到儀器底板上，在X向絲杠Ⅱ32上布置一個(gè)帶有爪牙式結(jié)構(gòu)的錐齒輪Ⅲ28，其通過滾針軸承39空套在X向絲杠Ⅱ32上，所述爪牙式離合器31通過平鍵38固連在X向絲杠Ⅱ32上，通過擺動(dòng)爪牙式離合器31上的滑動(dòng)手柄30，實(shí)現(xiàn)爪牙式離合器31與帶爪牙式結(jié)構(gòu)的錐齒輪Ⅲ28的嚙合與否，從而實(shí)現(xiàn)單軸或者雙軸同步拉伸的功能，滑動(dòng)手柄30通過銷37連接到爪牙式離合器31上；所述X向絲杠Ⅱ32通過套筒式聯(lián)軸器40與X向絲杠Ⅰ22連接，所述Y向絲杠Ⅰ、Ⅱ19、26上對(duì)稱布置兩個(gè)完全相同的錐齒輪Ⅰ、Ⅱ20、27，所述錐齒輪Ⅰ、Ⅱ20、27通過軸肩和鎖緊螺母進(jìn)行定位以及鎖緊；所述X向絲杠Ⅰ、Ⅱ22、32、Y向絲杠Ⅰ、Ⅱ19、26通過軸承支座Ⅰ、Ⅱ18、21連接到底板10上；動(dòng)力通過X向絲杠Ⅰ22輸入，經(jīng)過套筒式聯(lián)軸器40傳遞給X向絲杠Ⅱ32，通過錐齒輪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ20、27、28傳動(dòng)傳遞給Y向絲杠Ⅰ、Ⅱ19、26，從而實(shí)現(xiàn)單電機(jī)驅(qū)動(dòng)下的雙軸同步拉伸功能。

所述的拉伸單元及檢測(cè)單元包括拉力傳感器Ⅰ、Ⅱ2、14，直線光柵位移傳感器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ7、9、29、34，螺母基座Ⅰ、Ⅱ1、16以及夾具體支座Ⅰ、Ⅱ3、13，其中，所述拉力傳感器Ⅰ、Ⅱ2、14一端固連在螺母基座Ⅰ、Ⅱ1、16上，另一端固連在夾具體支座Ⅰ、Ⅱ3、13上；所述螺母基座Ⅱ16以及夾具體支座Ⅱ13分別通過滑塊Ⅰ、Ⅱ12、17安裝到直線導(dǎo)軌Ⅰ、Ⅱ6、15上，螺母基座Ⅱ16通過拉力傳感器Ⅱ14帶動(dòng)夾具體支座Ⅱ13運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)拉伸力的測(cè)量；所述直線光柵位移傳感器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ7、9、29、34布置在高溫加載單元的高溫加熱爐4的四周；直線光柵位移傳感器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ7、9、29、34的光柵尺固定在底板10上，讀數(shù)頭通過螺紋固定連接在夾具體支座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3、13、5上，通過測(cè)量夾具體支座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的位移間接測(cè)量試件的變形量。

所述的十字形試件的夾持單元由四對(duì)完全相同的上、下夾具體組成，其中，下夾具體11通過螺紋固連在夾具體支座Ⅱ13上，并且將夾具體支座Ⅱ13的平面作為下夾具體11的定位基面進(jìn)行精加工；所述下夾具體11加工有菱形凹槽，從而實(shí)現(xiàn)十字形試件的定位，防止在上夾具體鎖緊過程中試件發(fā)生竄動(dòng)而影響試件的對(duì)中性；所述上夾具體35通過螺紋連接將十字形試件36壓在下夾具體11上，所述上夾具體35具有菱形外凸式結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)試件的夾緊，避免了拉伸過程中出現(xiàn)試件以及夾具體的相對(duì)滑動(dòng)；上、下夾具體35、11和十字形試件36夾持位置均進(jìn)行滾花處理。

所述的下夾具體11和夾具體支座Ⅱ13之間貼有TDD真空多層保溫材料以減少熱傳導(dǎo)，此外夾具體支座Ⅱ13通過循環(huán)水冷的方式避免溫度的升高，從而使儀器整體處于常溫下運(yùn)行。

所述的高溫加載單元采用高溫加熱爐4，加熱溫度可達(dá)1600℃，所述高溫加熱爐4與底板10螺紋固定連接；高溫加熱爐4的加熱元件安裝在加熱腔底部以及四周，陶瓷纖維板安裝在高溫加熱爐內(nèi)壁以及底部和頂部，在高溫加熱爐4頂部配有石英玻璃光學(xué)視窗，與光學(xué)顯微鏡配合可以從試件正上方對(duì)其變形損傷機(jī)制實(shí)施原位觀測(cè)。

與現(xiàn)有其他雙軸拉伸設(shè)備相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：

（1）測(cè)試精度較高，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

（2）可以通過單電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)X軸和Y軸的同步加載。

（3）可以實(shí)現(xiàn)單軸拉伸，不同比例拉伸等多種加載條件下的拉伸實(shí)驗(yàn)。

（4）可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)1600℃的高溫加載條件。

（5）可以與光學(xué)顯微鏡集成使用，從而觀察材料在實(shí)際服役狀態(tài)下的微觀斷裂機(jī)制。

總之，本實(shí)用新型為高溫下在承受復(fù)雜受力狀態(tài)時(shí)的材料斷裂機(jī)制的研究提供了有效方法，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。

圖1為本實(shí)用新型的整體外觀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的夾具體裝夾方式示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的爪牙式離合器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、螺母基座Ⅰ；2、拉力傳感器Ⅰ；3、夾具體支座Ⅰ；4、高溫加熱爐；5、夾具體支座Ⅲ；6、直線導(dǎo)軌Ⅰ；7、直線光柵位移傳感器Ⅰ；8、交流伺服電機(jī)；9、直線光柵位移傳感器Ⅱ；10、底板；11、下夾具體；12、滑塊Ⅰ；13、夾具體支座Ⅱ；14、拉力傳感器Ⅱ；15、直線導(dǎo)軌Ⅱ；16、螺母基座Ⅱ；17、滑塊Ⅱ；18、軸承支座Ⅰ；19、Y向絲杠Ⅰ；20、錐齒輪Ⅰ；21、軸承支座Ⅱ；22、X向絲杠Ⅰ；23、蝸桿；24、電機(jī)支座；25、渦輪；26、Y向絲杠Ⅱ；27、錐齒輪Ⅱ；28、錐齒輪Ⅲ；29、直線光柵位移傳感器Ⅲ；30、滑動(dòng)手柄；31、爪牙式離合器；32、X向絲杠Ⅱ；33、軸承支座Ⅲ；34、直線光柵位移傳感器Ⅳ；35、上夾具體；36、十字形試件；37、銷；38、平鍵；39、滾針軸承；40、套筒式聯(lián)軸器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容及其具體實(shí)施方式。

參見圖1至圖5所示，本實(shí)用新型的高溫雙軸同步拉伸力學(xué)性能測(cè)試儀器，整體結(jié)構(gòu)采用臥式布置，包括驅(qū)動(dòng)單元、傳動(dòng)單元、拉伸單元及檢測(cè)單元、十字形試件的夾持單元以及高溫加載單元，其中驅(qū)動(dòng)單元采用一個(gè)交流伺服電機(jī)8，通過蝸輪25、蝸桿23減速增扭后進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而保證X、Y軸加載的同步性；傳動(dòng)單元采用三個(gè)相互正交的錐齒輪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ20、27、28進(jìn)行動(dòng)力的傳遞，從而實(shí)現(xiàn)單電機(jī)驅(qū)動(dòng)下X軸、Y軸的雙向動(dòng)力傳遞；拉伸單元及檢測(cè)單元設(shè)置在高溫加熱爐4外部，防止高溫對(duì)整個(gè)測(cè)試儀器造成的損傷并減小溫度變化對(duì)于檢測(cè)單元的影響；拉伸單元通過絲杠螺母副將交流伺服電機(jī)8的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺母基座Ⅱ16的直線運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)單元采用拉力傳感器Ⅰ、Ⅱ以及直線光柵位移傳感器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ進(jìn)行力和位移的測(cè)量；十字形試件的夾持單元螺紋連接到螺母基座Ⅱ16上，螺母基座Ⅱ16通過滑塊Ⅱ17固連在直線導(dǎo)軌Ⅱ15上，從而使十字形試件的夾持單元以及拉伸單元整體沿直線導(dǎo)軌Ⅱ運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)力的加載；高溫加載單元的高溫加熱爐4通過螺紋連接的方式固定在儀器的底板10上；原位觀測(cè)顯微鏡置于高溫加載單元的正上方，通過高溫加載單元的光學(xué)視窗對(duì)被測(cè)樣品的力學(xué)行為和損傷機(jī)制進(jìn)行動(dòng)態(tài)原位觀測(cè)。

參見圖2所示，本實(shí)用新型所述的驅(qū)動(dòng)單元采用一個(gè)交流伺服電機(jī)8提供驅(qū)動(dòng)力，經(jīng)過蝸輪25、蝸桿23減速增扭后，將動(dòng)力傳遞到X向絲杠Ⅰ22上，之后通過絲杠螺母副對(duì)試件施加載荷；其中，交流伺服電機(jī)8通過電機(jī)支座24固定在底板10上，蝸桿23安裝到交流伺服電機(jī)8的輸出軸上；蝸輪25通過鍵連接固定在X向絲杠Ⅰ22上，從而將交流伺服電機(jī)輸出的動(dòng)力進(jìn)行減速增扭，最后通過絲杠螺母副將交流伺服電機(jī)8的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槁菽富?6的直線運(yùn)動(dòng)，所述螺母基座Ⅱ16通過滑塊Ⅱ17安裝到直線導(dǎo)軌Ⅱ15上。

所述的傳動(dòng)單元采用三個(gè)相互正交的錐齒輪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ20、27、28進(jìn)行動(dòng)力的傳遞，具體包括：兩個(gè)旋向相反的X向絲杠Ⅰ、Ⅱ22、32，兩個(gè)旋向相同的Y向絲杠Ⅰ、Ⅱ19、26，三個(gè)相互正交的錐齒輪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ20、27、28，爪牙式離合器31，其中，所述X向絲杠Ⅱ32通過軸承支座Ⅲ33安裝到儀器底板上，在X向絲杠Ⅱ32上布置一個(gè)帶有爪牙式結(jié)構(gòu)的錐齒輪Ⅲ28，其通過滾針軸承39空套在X向絲杠Ⅱ32上，所述爪牙式離合器31通過平鍵38固連在X向絲杠Ⅱ32上，通過擺動(dòng)爪牙式離合器31上的滑動(dòng)手柄30，實(shí)現(xiàn)爪牙式離合器31與帶爪牙式結(jié)構(gòu)的錐齒輪Ⅲ28的嚙合與否，從而實(shí)現(xiàn)單軸或者雙軸同步拉伸的功能，滑動(dòng)手柄30通過銷37連接到爪牙式離合器31上；所述X向絲杠Ⅱ32通過套筒式聯(lián)軸器40與X向絲杠Ⅰ22連接，從而減小軸向上的位移誤差，所述Y向絲杠Ⅰ、Ⅱ19、26上對(duì)稱布置兩個(gè)完全相同的錐齒輪Ⅰ、Ⅱ20、27，所述錐齒輪Ⅰ、Ⅱ20、27通過軸肩和鎖緊螺母進(jìn)行定位以及鎖緊；所述X向絲杠Ⅰ、Ⅱ22、32、Y向絲杠Ⅰ、Ⅱ19、26通過軸承支座Ⅰ、Ⅱ18、21連接到底板10上；動(dòng)力通過X向絲杠Ⅰ22輸入，經(jīng)過套筒式聯(lián)軸器40傳遞給X向絲杠Ⅱ32，通過錐齒輪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ20、27、28傳動(dòng)傳遞給Y向絲杠Ⅰ、Ⅱ19、26，從而實(shí)現(xiàn)單電機(jī)驅(qū)動(dòng)下的雙軸同步拉伸功能。

參見圖3所示，本實(shí)用新型所述的拉伸單元及檢測(cè)單元包括拉力傳感器Ⅰ、Ⅱ2、14，直線光柵位移傳感器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ7、9、29、34，螺母基座Ⅰ、Ⅱ1、16以及夾具體支座Ⅰ、Ⅱ3、13，其中，所述拉力傳感器Ⅰ、Ⅱ2、14一端固連在螺母基座Ⅰ、Ⅱ1、16上，另一端固連在夾具體支座Ⅰ、Ⅱ3、13上；所述螺母基座Ⅱ16以及夾具體支座Ⅱ13分別通過滑塊Ⅰ、Ⅱ12、17安裝到直線導(dǎo)軌Ⅰ、Ⅱ6、15上，螺母基座Ⅱ16通過拉力傳感器Ⅱ14帶動(dòng)夾具體支座Ⅱ13運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)拉伸力的測(cè)量；所述直線光柵位移傳感器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ7、9、29、34布置在高溫加載單元的高溫加熱爐4的四周；直線光柵位移傳感器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ7、9、29、34的光柵尺固定在底板10上，讀數(shù)頭通過螺紋固定連接在夾具體支座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3、13、5上，通過測(cè)量夾具體支座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的位移間接測(cè)量試件的變形量。

所述的十字形試件的夾持單元由四對(duì)完全相同的上、下夾具體組成，其中，下夾具體11通過螺紋固連在夾具體支座Ⅱ13上，并且將夾具體支座Ⅱ13的平面作為下夾具體11的定位基面進(jìn)行精加工；所述下夾具體11加工有菱形凹槽，從而實(shí)現(xiàn)十字形試件的定位，也便于安裝，防止在上夾具體鎖緊過程中試件發(fā)生竄動(dòng)而影響試件的對(duì)中性；所述上夾具體35通過螺紋連接將十字形試件36壓在下夾具體11上，所述上夾具體35具有菱形外凸式結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)試件的夾緊，避免了拉伸過程中出現(xiàn)試件以及夾具體的相對(duì)滑動(dòng)；為了增大摩擦，上、下夾具體35、11和十字形試件36夾持位置均進(jìn)行滾花處理。

所述的下夾具體11和夾具體支座Ⅱ13之間貼有TDD真空多層保溫材料以減少熱傳導(dǎo)，此外夾具體支座Ⅱ13通過循環(huán)水冷的方式避免溫度的升高，從而使儀器整體基本仍處于常溫下運(yùn)行。

參見圖1所示，本實(shí)用新型所述的高溫加載單元采用高溫加熱爐4，加熱溫度可達(dá)1600℃，所述高溫加熱爐4與底板10螺紋固定連接；高溫加熱爐4的加熱元件安裝在加熱腔底部以及四周，陶瓷纖維板安裝在高溫加熱爐內(nèi)壁以及底部和頂部，以保證加熱爐以外的溫度可以基本維持在室溫或者略高于室溫。此外為了實(shí)現(xiàn)原位觀測(cè)，在高溫加熱爐4頂部配有石英玻璃光學(xué)視窗，與光學(xué)顯微鏡配合可以從試件正上方對(duì)其變形損傷機(jī)制實(shí)施原位觀測(cè)。

本實(shí)用新型高溫雙軸同步拉伸力學(xué)性能測(cè)試儀器由于采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，保證了四個(gè)拉伸端的同步拉伸，所以十字形試件36的中心區(qū)域沿水平方向基本保持不變，從而更加有利于進(jìn)行原位觀測(cè)。

參見圖1到圖5所示，本實(shí)用新型的高溫雙軸同步拉伸測(cè)試儀，在測(cè)試儀器安裝前，首先需要對(duì)兩個(gè)拉力傳感器Ⅰ、Ⅱ和四個(gè)直線光柵位移傳感器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ進(jìn)行標(biāo)定與校準(zhǔn)，之后在進(jìn)行儀器的安裝與調(diào)試。在每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，必須將夾具體回歸原位，以便下一次實(shí)驗(yàn)試件的裝夾。

本實(shí)用新型的拉伸加載模式可以采用力加載模式或者速度加載模式，力加載模式即通過拉力傳感器Ⅰ、Ⅱ的實(shí)時(shí)測(cè)量來反饋控制加載力的大小，速度加載模式即通過直線光柵位移傳感器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的實(shí)時(shí)測(cè)量量進(jìn)行反饋控制加載速度的大小。根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)需求可以選用不同的加載模式，從而實(shí)現(xiàn)多種不同實(shí)驗(yàn)條件下的高溫雙軸拉伸實(shí)驗(yàn)。

本實(shí)用新型通過更換不同傳動(dòng)比的錐齒輪，可以實(shí)現(xiàn)X、Y軸的等速以及非等速加載。其中X軸上的主動(dòng)錐齒輪直徑保持不變，通過改變Y軸上錐齒輪直徑，從而改變傳動(dòng)比，最終實(shí)現(xiàn)等速以及非等速加載。其中傳動(dòng)比為1時(shí)，儀器實(shí)現(xiàn)等速加載。本實(shí)用新型可以進(jìn)行高溫以及常溫下的單軸、雙軸拉伸實(shí)驗(yàn)，對(duì)于探究力熱耦合下材料力學(xué)性能的研究具有重要意義。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡對(duì)本實(shí)用新型所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。