都与所述左横丝轴的轴线在同一条直线上。所述 左横丝轴内端与左侣合金转动体之间还配置有另一个内侧紧固螺母4-2。
[0042] 具体是所述纤维连接板4-6为PCB纤维连接板；所述左侣合金转动体4-4、4-8为 横置圆柱体，所述横置圆柱体的内端上面和下面制有内凹平台，所述接线端子4-5位于内 凹平台中部。所述电木板骨架是上下平行的上支撑板4-3和下支撑板4-9两端各制有向上 伸出的侧板，所述侧板自所述上支撑板4-3伸出的部分为所述上伸臂。所述侣合金导向支 撑体4-10为横置的正方柱，所述接线柱4-5位于所述横置的正方柱内外端上面中部。所述 综合测试平台为无磁综合测试平台。
[0043] 即所述应力-扭转联合平台5包括上部结构包括转动螺母4-1、内侧紧固螺母 4-2、侣合金转动体4-4和侣合金导向支撑体4-10、金属纤维4-7、PCB纤维连接板4-6、接线 端子4-5、定滑轮4-11、牵引线4-13和破码4-12等，下部结构为双层电木板骨架的上下支 撑板4-3、4-9和其侧板等。
[0044] 本发明中的应力-扭转联合平台5是实现金属纤维4-7应力-扭转条件下磁阻抗 特性测试的核屯、部分，采用无磁微型测试平台易于精确控制，提高应力、扭转和测试精度。 磁通口磁力计组成的磁场校正与监测系统能有效减小地磁场的影响，提高磁阻抗测试精 度。
[0045] 实施例六；本实施例是对实施例四所述金属纤维的应力-扭转磁阻抗综合测试装 置的进一步限定，所述应力-扭转联合平台所施加的扭转范围参数为；〇-6667 2 31rad/m 和所施加的应力范围参数为；0-4200MPa。
[0046] 实施例走；本实施例综合上述【具体实施方式】四至六所述金属纤维的应力-扭转磁 阻抗综合测试装置，是利用本发明对金属纤维进行较大拉应力作用下扭转变形处理，并对 其断口宏观和微观形貌进行观察。所选取拉应力具体为482. 4MPa，扭转范围为；0-200. 0 2 31rad/m。图5和图6分别为金属纤维断裂后两侧宏观SEM表面图，在纤维侧面图展现出 纤维断裂后，主剪切带痕迹沿垂直于拉应力方向清晰可见，部分剪切带则沿扭转变形方向 扩展，其断口几乎呈现平齐断口，故断裂方式为典型正断断口特征，断裂角约为90°有别于 拉伸应力作用下的最大切应力面45°左右断裂。图7为金属纤维断裂后单侧断口的沈M断 面图，展现出明显的冷剪切区、脉络状扭转剪切带花样和初窝区等混合型断口形貌，且存在 明显的扭转剪切变形特征。图8为脉络状扭转剪切带花样（图7)的中屯、区域的局部放大 图，断面中屯、区域呈现明显的且具有一定深度的"初窝"状断口花样，同时展现出纤维在应 力扭转变形中一定的塑性变形。
[0047] 实施例八；本实施例综合上述具体实施例一至六所述金属纤维的应力-扭转磁阻 抗综合测试装置，结合具体的结果说明本发明的效果。
[0048] 利用本发明对金属纤维在不同扭转力作用下进行扭转，并对其磁阻抗特性的进行 测试，对比扭转幅度（0-200 2 31rad/m)对阻抗变化率AZ/Zm"的影响。图9为无应力作 用扭转的阻抗变化率AZ/Zm"随外磁场变化曲线（频率为lOMHz)。Gffl性能测试表明，无 扭转时，[AZ/ZmJm"和Cm。,分别为 95. 81 %和 7. 39%/Oe;66. 67 2 31rad/m时两者分别 为 60.42%、6.45%/06;200.0 2 31脚(1/111时两者分别为 30.65%、1.49%/06，见表1。因 此，研究金属纤维的扭转阻抗特性更能满足于扭矩变化时高性能Gffl扭转传感器对敏感材 料的性能要求。
[0049] 表1不同扭转条件下金属纤维Gffl特性对比
[(K)加]
【主权项】
1. 一种金属纤维的应力扭转磁阻抗综合测试装置，其特征在于包括综合测试平台及其 附配的磁场发生装置，所述综合测试平台连配用于采集所述平台中待测金属纤维阻抗的四 端磁阻抗测试分析系统和磁场校正与监测系统；所述磁场发生装置包括亥姆霍兹线圈和其 配连的直流电源；所述综合测试平台为用于向待测金属纤维施加扭力的无应力扭转平台或 用于向金属纤维施加应力和扭力的应力-扭转联合平台；所述四端磁阻抗测试分析系统包 括阻抗分析仪；所述磁场校正与监测系统包括单轴磁力计及其设置在所述扭转平台一侧的 探头，且探头轴向平行于亥姆霍兹线圈的轴向，其轴线与所述金属纤维高度平行一致。
2. 根据权利要求1所述装置，其特征在于所述无应力扭转平台是电木板骨架的左右相 对两上伸臂分别周向滑配位于同一轴线上的左横丝轴和右横丝轴；穿过所述左上伸臂的所 述左横丝轴外端固配旋转螺母、内端固配左铝合金转动体，位于左上伸臂内外侧的内外紧 固螺母对所述左横丝轴进行紧固；穿过所述右上伸臂的所述右横丝轴外端固配旋转螺母、 内端固配右铝合金转动体，位于右上伸臂内外侧的内外紧固螺母对所述右横丝轴进行紧 固；所述左右铝合金转动体的内端面分别通过纤维连接板连接位于所述轴线上的金属纤维 4-7;所述左右铝合金转动体的内端上下面都分别配装连接所述阻抗分析仪的接线端子。
3. 根据权利要求1所述装置，其特征在于所述应力-扭转联合平台是电木板骨架有左 右相对两上伸臂，穿过所述左上伸臂的所述左横丝轴外端固配旋转螺母、位于左上伸臂内 侧的内紧固螺母对所述左横丝轴进行紧固，所述左横丝轴内端固配左铝合金转动体；穿过 所述右上伸臂的铝合金导向支撑体的内外端上面和左铝合金转动体内端上下面分别配装 连接所述阻抗分析仪的接线端子；所述铝合金导向支撑体外端面下部通过横向轴架配置有 定滑轮，所述铝合金导向支撑体中部制有横向通孔，所述横向通孔横向滑配有外端露出所 述铝合金导向支撑体内端面的右纤维连接板，所述左铝合金转动体内端面固配左纤维连接 板，所述左纤维连接板内端与右纤维连接板内端之间连接有金属纤维，所述右纤维连接板 外端连接的牵引线绕过所述定滑轮后再向下吊接砝码；所述金属纤维和定滑轮与右纤维连 接板外端之间的牵引线都与所述左横丝轴的轴线在同一条直线上。
4. 根据权利要求2-3任一所述装置，其特征在于所述纤维连接板为PCB纤维连接板； 所述铝合金转动体为横置圆柱体，所述横置圆柱体的内端上面和下面制有内凹平台，所述 接线端子位于内凹平台中部。
5. 根据权利要求2-3任一所述装置，其特征在于所述电木板骨架是上下平行的上支撑 板和下支撑板两端各制有向上伸出的侧板，所述侧板自所述上支撑板伸出的部分为所述上 伸臂。
6. 根据权利要求1-3任一所述装置，其特征在于所施加的扭转范围参数为：0-6667 2 Jr rad/m ;所述磁力计为磁通门单轴磁力计。
7. 根据权利要求3任一所述装置，其特征在于所施加的应力范围参数为：0-4200Mpa ; 所述铝合金导向支撑体为横置的正方柱，所述接线柱位于所述横置的正方柱内外端上面中 部。
8. 根据权利要求1-3任一所述装置，其特征在于金属纤维直径在20 ym-120 ym范围 内。
9. 根据权利要求1-3任一所述装置，其特征在于是通过调节无应力作用扭转平台来实 现特定扭转条件下的测试；随后将磁场发生装置放置垂直于地磁场方向，避免地磁场的干 扰，并利用磁场校正与监测系统对其产生的磁场进行调整和校正来达到精确测量目的，同 时将磁力计探头沿其轴向固定于无应力作用扭转平台一侧，再调节直流电源获得不同的外 磁场值，通过接线端子输出阻抗测试系统的信号，从而获得不同扭转和磁场下磁阻抗输出 特性。
10.根据权利要求1或3任一所述装置，其特征在于是通过调节应力-扭转联合平台来 实现特定应力或应力扭转联合条件下的测试，增加砝码重量来改变不同拉应力作用，同时 旋转转动螺母实现精确扭转；随后将磁场发生装置放置垂直于地磁场方向，避免外部磁场 的干扰，并利用磁场校正与监测系统对其产生的磁场进行调整和校正，同时将磁力计探头 沿其轴向固定于应力-扭转联合平台一侧，再调节恒流电源输出不同的外场值，通过接线 端子输出阻抗测试系统的信号，从而获得不同应力或应力扭转下磁阻抗输出特性。
【专利摘要】本发明涉及一种金属纤维的应力扭转磁阻抗综合测试装置，为解决现有技术不能直接有效测试问题，其包括综合测试平台及其附配的磁场发生装置，综合测试平台连配用于采集所述平台中待测金属纤维阻抗的四端磁阻抗测试分析系统和磁场校正与监测系统；磁场发生装置包括亥姆霍兹线圈和其配连的直流电源；综合测试平台为用于向待测金属纤维施加扭力的无应力扭转平台或用于向金属纤维施加应力和扭力的应力-扭转联合平台；磁场校正与监测系统包括单轴磁力计及其设置在所述扭转平台一侧的探头，且探头轴向平行于亥姆霍兹线圈的轴向，其轴线与所述金属纤维高度平行一致。具有测试平台便于更换，应力及扭转控制精确，不易造成纤维断裂和扭折的优点。
【IPC分类】G01R33-12
【公开号】CN104865540
【申请号】CN201510267446
【发明人】刘景顺, 李泽, 杜赵新
【申请人】内蒙古工业大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月25日