DKTP微观力学拉伸-低周疲劳测试仪

DKTP微观力学拉伸-低周疲劳测试仪是可对材料微观变形损伤、组织结构变化进行可视化监测的典型的静、动态原位测试技术之一，本公司针对材料的微观力学性能测试及表征，开发生产了商业化原位拉伸-低周疲劳测试仪，包括超精密原位拉伸-低周疲劳测试仪（图1）和大量程原位拉伸-低周疲劳测试仪（图4）。该系列试验设备是与吉林大学科研团队联合开发。

图1 超精密原位拉伸-低周疲劳测试仪

应用

金属材料

合金材料

陶瓷材料

仿生材料

复合材料

特点及优势

超精密原位拉伸-低周疲劳测试仪，为材料制备、生命科学、航空航天和星际探索提供精准技术支撑

研制了结构紧凑的超精密原位拉伸-低周疲劳测试仪，可与光学显微成像设备相兼容

实现在载荷作用下对材料微观变形损伤机制与微观组织演化等特性进行动态原位观测

深入研究材料的宏观力学行为与微观组织结构演化规律

配备控制主机，专用检测控制系统与配套分析处理软件

的设计

压电致动型超精密原位拉伸-低周疲劳测试仪，实现体积小巧、结构紧凑、能够与多种观测设备兼容

解决传统疲劳测试装置以测试寿命曲线为主而导致的测试周期长和能耗高的问题

解决了传统疲劳装置无法实现对材料试件进行实时观测的问题

原位观测时获取更高的质量的图像，对于微观组织结构的观测与分析能够更加的清晰而准确

通过仪器测得材料弹性阶段和断裂前载荷随时间变化曲线如图2所示，测试材料表面形貌原位观测图像如图3所示。

图2材料（铝合金）弹性阶段和断裂前载荷随时间变化曲线

如图2所示，弹性阶段与最终断裂的30s载荷随时间变化曲线，6061铝合金在受到拉伸疲劳耦合载荷作用下仍明显体现出其材料的塑性。

图3测试材料表面形貌原位观测图像

如图3（a）所示，整个断口大致可分为裂纹扩展初期、裂纹扩展中期和瞬断区三个区域。如图3（b）所示，发现镁合金在拉-拉疲劳载荷下的断裂为沿晶断裂与穿晶断裂的混合，主裂纹附近有大量形如贝壳纹的褶皱，说明在裂纹萌生及扩展过程中表面因挤压而发生了位错现象。


超精密原位拉伸-低周疲劳测试仪技术指标（系列PL01、PL02、PLP01等）

载荷力：1000N、3000N（系列）

加载力分辨率：100mN

疲劳试验频率：0.001-1Hz/10-20Hz

力值测试范围：1%～99% FS

力测量精度：±1%示值

位移分辨率：1μm

加载行程：10mm

测试速度范围：0～6.5/min

位移速度精度：优于±0.5%（空载）

速度负荷容量：3mm/min以下允许试验力

压电叠堆输入波形：正弦波

样品尺寸：毫米级

图4大量程原位拉伸-低周疲劳测试仪

应用

金属材料

合金材料

陶瓷材料

仿生材料

复合材料

特点及优势

大量程原位拉伸-低周疲劳测试仪，为材料制备、生命科学、航空航天和星际探索提供精准技术支撑。

研制了结构紧凑的大量程原位拉伸-低周疲劳测试仪，可与光学显微成像设备相兼容

实现在载荷作用下对材料微观变形损伤机制与微观组织演化等特性进行动态原位观测

深入研究材料的宏观力学行为与微观组织结构演化规律

配备控制主机，专用检测控制系统与配套分析处理软件

的设计

采用精密驱动单元作动力源及位移信号输出，通过精密传动单元减速并实现力矩放大、及运动方式转换，将旋转运动转换为直线运动对试件装夹单元夹持的试件实施拉伸载荷，信号检测单元检测试件受力及变形情况。

实现体积小巧、结构紧凑、能够与多种观测设备兼容。

解决了传统疲劳装置无法实现对材料试件进行实时观测的问题。

原位观测时获取更高的质量的图像，对于微观组织结构的观测与分析能够更加的清晰而准确

通过仪器测得材料试验曲线如图5所示，测试材料表面形貌原位观测图像如图6所示。

图5 材料试验曲线

如图5所示，弹性阶段实验数据得出重复性误差为3.2%，表明重复性。

图6 材料表面形貌原位观测图像

如图6所示，试件表面出现鱼鳞状纹理，表明材料内部晶粒结构已经发生明显变化直到试件断裂图像信息出现。


大量程原位拉伸-低周疲劳测试仪技术指标

载荷力： 3000N

加载力分辨率：1N

疲劳加载频率范围：1-50Hz

力值测试范围：1%～99% FS

力测量精度：±1%示值

位移分辨率：2.5μm

加载行程：20mm

测试速度范围：0～6.5/min

位移速度精度：优于±0.5%（空载）

速度负荷容量：3mm/min以下允许试验力

疲劳载荷波形：正弦波、三角波、矩形波，可选

样品尺寸：毫米级