| 基于电磁原理的微尺度扭转实验技术研究 | |
| Alternative Title | Study of Torsion Testing Technique for Micro-scale Specimens Based on Electromagnetism |
邵亚琪
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| 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 Number | 31109 |
| Language | 中文 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://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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