用于顯微鏡載物臺上纖維布離面位移加載的裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于顯微鏡載物臺上纖維布離面位移加載的裝置，包括帶有螺紋孔配合螺栓(1)實現中間待測纖維布夾緊的上夾板(2)和下夾板(3)；上夾板和下夾板的中部對應開設圓孔(7)；下夾板通過相對固定的撐板架(5)位于中部圓孔的中心軸向通過支頂螺紋通孔旋接有螺旋測微頭(4)；螺旋測微頭的頂端連接有頂向圓孔中心的壓頭(6)。本發明針對普遍應用于可視化顯微檢測平臺的載物臺進行改進，讓纖維布發生離面位移時，可以手動對焦，對纖維布進行mapping掃描。在對纖維布施加離面位移加載的同時，可以對纖維布進行宏觀和顯微形貌觀察、拉曼散射光譜采集以及應力/應變信息的獲取，擴大了拉曼儀器的使用功能。
【專利說明】
用于顯微鏡載物臺上纖維布離面位移加載的裝置
技術領域
[0001]本發明涉及可視化顯微檢測平臺，如微拉曼光譜儀BAC151A、熒光顯微鏡、原子力顯微鏡Nani te、紅外光譜儀等，更具體地說，涉及這些顯微檢測平臺載物臺的改進。
【背景技術】
[0002]眾纖維具有彈性模量大、塑形變形小、強度高等特點，有很高的結晶能力，相對分子質量小，一般為幾萬。用纖維編織成纖維布常用來制造其他物料，也可以其他物料共同組成復合材料。應用于土木建筑、橋梁、隧道、混凝土結構抗震加固、航空航天等領域。
[0003]目前國內外關于纖維布產品開發方面的研究很多，但存在防刺產品理論滯后實踐、實踐缺乏理論的缺陷。其中，纖維布產品在承受載荷的時候，因為纖維束的纖維數量較多在細觀上空間分布復雜，因此其真實應力值很難測定。然而拉曼光譜和紅外光譜可以具體針對到微觀的某些點進行應力應變測定，對整個纖維布的應力應變分布進行mapping掃描。但是當所測量的試樣為纖維制品，而且纖維布因為受力表面不平整時，拉曼光譜儀或者紅外光譜儀不能進行測量。纖維布在受載荷作用下，發生變形，整個纖維布不在一個平面上，因此采用以前的大型拉曼光譜儀或者熒光顯微鏡無法自動聚焦打出mapping場圖，
【發明內容】
[0004]本發明根據纖維布受沖擊發生離面變形的特點，提供一種與可視化顯微檢測平臺(如拉曼光譜測量等)相配合的顯微鏡載物臺用離面位移加載裝置。通過一個周邊固支、離面位移加載夾具，讓纖維布發生離面位移時，可以手動對焦，對纖維布進行mapping掃描。本發明加載裝置主要對纖維布進行周邊固支、離面位移加載進行應力/應變場研究，試驗裝置的完成為建立纖維布準靜態侵徹模型提供拉曼應變測量實驗基礎。本發明能夠手動打造出離面纖維布三維形態的應變場圖。
[0005]為了達到上述目的，本發明提供一種用于顯微鏡載物臺上纖維布離面位移加載的裝置，包括帶有螺紋孔配合螺栓實現中間待測纖維布夾緊的上夾板和下夾板;所述上夾板和下夾板的中部對應開設圓孔;所述下夾板通過相對固定的撐板架位于所述中部圓孔的中心軸向通過支頂螺紋通孔旋接有螺旋測微頭;所述螺旋測微頭的頂端連接有頂向所述圓孔中;1_1、的壓頭。
[0006]優選方式下，固連所述撐板架的所述下夾板設置有用于與顯微鏡載物臺檢測位置相對固定的定位部件。所述撐板架為固定于所述下夾板中部圓孔中的十字支撐板結構。
[0007]本發明屬于平面織布周邊固支、離面位移加載領域，涉及一種平面二維織布受力加載系統，具體可以配合可視化顯微檢測平臺如:拉曼光譜儀(型號BAC151A)、原子力顯微鏡(Nanite)、紅外光譜儀一起使用，用來分析二維織布受力狀態下應力/應變分布情況。可視化顯微檢測平臺上有一個精確可調的探頭支架平臺，將本發明與支架平臺結合，便可在XYZ三個方向對樣品進行粗略或精確的調節，切換方便。本發明屬于機械裝置，具體涉及拉曼測定纖維布應力/應變場的周邊固支、離面位移加載夾具。
[0008]本發明有益效果:針對普遍應用于可視化顯微檢測平臺(微拉曼光譜儀BAC151A、熒光顯微鏡、原子力顯微鏡Nanite、紅外光譜儀)的載物臺進行改進;具體說，針對纖維布等二維柔性材料的離面位移加載裝置，配合拉曼光譜儀和紅外光譜儀進行應變場掃描。本發明具有體積小、重量輕、操作方便、應用廣泛等特點。在對纖維布施加離面位移加載的同時，可以對纖維布進行宏觀和顯微形貌觀察、拉曼散射光譜采集以及應力/應變信息的獲取，擴大了拉曼儀器的使用功能。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明加載裝置的上方投影立體結構示意圖。
[0010]圖2是本發明加載裝置的側視結構示意圖。
[0011 ]圖3是本發明加載裝置的下方投影立體結構示意圖。
[0012]圖4是本發明加載裝置的正下方仰視投影結構示意圖。
[0013]圖5是本發明加載裝置加載使用狀態的上方投影立體結構示意圖。
[0014]圖6是圖5使用狀態的側視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1?4所示，本發明加載裝置的結構主要包括:開圓孔上夾板2、開圓孔下夾板
3、夾緊螺栓1、螺旋測微頭4、撐板架5和壓頭6。下夾板3通過相對固定的撐板架5位于所述中部圓孔7的中心軸向通過支頂螺紋通孔旋接有螺旋測微頭4;螺旋測微頭4的頂端連接有頂向所述圓孔7中心的壓頭6。固連所述撐板架5的所述下夾板3設置有用于與顯微鏡載物臺檢測位置相對固定的定位部件。撐板架5為固定于所述下夾板3中部圓孔中的十字支撐板結構。
[0016]其中，上部固定夾板和下部固定夾板開相同大小圓孔，纖維布被上、下固定夾板夾持在中間，用夾緊螺栓固定連接上下夾板，形成周邊固支條件。撐板架5與下夾板3通過螺絲連接。此外，螺旋測微頭4與壓頭6用螺絲連接，兩者軸心在同一條直線上重合無偏移。螺旋測微頭4被固定在撐板架5(十字支撐板)中心，處于上下夾板的圓孔幾何中心，螺旋測微頭通過旋轉自由伸縮來施加離面位移載荷。
[0017]圖5、圖6是纖維布8被壓頭6壓撐，變形的狀態，為了顯示其變形，圖5中纖維布8的傘形線條示意性的表示出纖維布8變形的狀態。使用時，將纖維布鋪放在上、下兩夾板之間，上夾板與下夾板通過夾緊螺栓連接，通過調整夾緊螺栓來使纖維布周邊固支受力均勻。即具有開相同尺寸圓孔的上、下兩個鋁夾板，將纖維布放在上、下夾板之間，通過夾緊螺栓連接上、下夾板來夾緊纖維布，形成周邊固支條件。將十字支撐板與下夾板用螺絲固定，然后將十字支撐板中心孔與螺旋測微頭連接，通過轉動螺旋測微頭對纖維布進行離面位移加載，纖維布離面位移信息由螺旋測微頭上的刻度讀出。螺旋測微頭與壓頭用螺絲連接，保證兩者軸心在同一條直線上，以便更換不同尺寸和形狀的壓頭。不僅可以觀察纖維布頂破區的變形狀態變化，而且利用拉曼光譜儀、紅外光譜儀、原子力顯微鏡等可以讀取纖維布上的應力/應變傳遞信息。
[0018]將十字支撐板與下夾板通過螺絲固定，螺旋測微頭固定在十字支撐板中心孔。通過轉動螺旋測微頭對纖維布織物施加離面位移，纖維布離面位移信息由螺旋測微頭上的刻度讀出。螺旋測微頭與壓頭用螺絲相連，可以更換不同尺寸的壓頭，可以觀察不同頂破尺寸對纖維布頂破區變形狀態的影響，來分析紗線屈曲伸長與摩擦滑移機制，其測試結果可以作為建立纖維布準靜態侵徹模型提供實驗基礎。
[0019]以下通過具體操作方法對本發明作進一步說明。按照圖示的結構將各個部件進行組裝。將螺旋測微頭降低到合適的高度，鋪設并固定好纖維布。同時將下部夾板與顯微載物臺相連。通過旋轉螺旋測微頭使得壓頭慢慢頂起纖維布，調整螺旋測微頭達到實驗要求的離面位移。不僅可以通過顯微鏡觀察纖維布表面的變形狀態，而且可以采集多點的拉曼光譜來表征應力/應變信息。
[0020]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于顯微鏡載物臺上纖維布離面位移加載的裝置，其特征在于，包括帶有螺紋孔配合螺栓(I)實現中間待測纖維布夾緊的上夾板(2)和下夾板(3);所述上夾板(2)和下夾板(3)的中部對應開設圓孔(7); 所述下夾板(3)通過相對固定的撐板架(5)位于所述中部圓孔(7)的中心軸向通過支頂螺紋通孔旋接有螺旋測微頭(4);所述螺旋測微頭(4)的頂端連接有頂向所述圓孔(7)中心的壓頭(6)。2.根據權利要求1所述顯微鏡載物臺用纖維布周邊固支、離面位移加載裝置，其特征在于，固連所述撐板架(5)的所述下夾板(3)設置有用于與顯微鏡載物臺檢測位置相對固定的定位部件。3.根據權利要求1或2所述顯微鏡載物臺用纖維布周邊固支、離面位移加載裝置，其特征在于，所述撐板架(5)為固定于所述下夾板(3)中部圓孔中的十字支撐板結構。
【文檔編號】G02B21/34GK106092202SQ201610561436
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月15日
【發明人】秦福勇, 雷振坤, 韋嘯, 周文靜
【申請人】大連理工大學