IMECH-IR  > 非线性力学国家重点实验室
基于电磁原理的微尺度扭转实验技术研究
Alternative TitleStudy of Torsion Testing Technique for Micro-scale Specimens Based on Electromagnetism
邵亚琪
Thesis Advisor郇勇
2014
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Subtype硕士
Degree Discipline固体力学
Abstract扭转可以创造出纯剪切应力环境,其力学模型简单,测试结果具有明确的物理意义,对梯度材料、涂层、孪晶、尺度效应等问题的研究有重要应用价值。传统的扭转试验机受扭矩分辨能力的限制只能应对10-3N•m以上扭矩测试需要,而对于微尺度材料涉及的10-3N•m以下扭矩的测试,目前相关研究很少。因此迫切需要发展适合微尺度材料的扭转实验新技术。 本文旨在基于电磁驱动兼扭矩计量原理研制微扭矩测试仪,探索并发展10-3N•m以下微小扭矩校准技术,解决微尺度材料的扭转测试难题。 本论文工作包括微扭矩测试仪的研制和典型应用两部分。微扭矩测试仪的研制主要包括预期技术指标的确定、整体设计方案、力学模型的分析、硬件设计(包括驱动和扭矩计量设计、扭转角计量设计、机架和夹具的设计以及测控系统硬件设计)、软件设计(软件流程、界面设计、数据采集和数据处理)以及仪器性能检验。主要技术路线是,采用电磁原理实现驱动和扭矩计量,采用激光位移传感器通过几何换算实现扭转角的非接触式计量,利用电子天平完成微扭矩的校准。 研制完成的微扭矩测试仪主要技术指标经检验为:扭矩量程为4×10-4N•m,噪声约±7×10-9N•m;扭转角的量程为60°,噪声约±0.01°。检验结果达到仪器预期设计指标,证明该仪器可以满足10-7N•m~4×10-4N•m扭矩的测试需要。 最后,选用直径为100μm~200μm细铜丝以及直径约70μm的非晶合金细丝为典型材料进行了扭转实验,获得了材料的扭转力学性能。两种材料的实验结果都具有良好的重复性,证明了该实验技术的可行性。
Call Number31109
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/48953
Collection非线性力学国家重点实验室
Recommended Citation
GB/T 7714
邵亚琪. 基于电磁原理的微尺度扭转实验技术研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.
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