【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能材料性能表征测试,特别涉及一种基于数字图像相关算法的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台及原位测量方法。
技术介绍
1、先进材料技术作为高新科技的核心之一。第四代材料中智能材料能够通过感知外部刺激进行主动响应，具有自感知、自适应等功能，是现代高新技术新材料研究发展中最活跃、先进的方向。智能材料的研发不仅促进了功能材料和结构材料的融合发展，对于推动科技进步具有重要意义。
2、磁致伸缩材料是一类具有特殊性能的智能材料，在外加磁/力场作用下其独特的形状记忆效应已被广泛应用于航空、医疗和人工智能等领域,在国防建设和经济发展中发挥了不可替代的重要作用。近年来，磁致伸缩材料由于独具的磁热力多场耦合性能而日益受到学者们的密切关注，其中磁形状记忆合金(msma)作为磁致伸缩材料中最具代表性的一种，其快速响应、高能量密度、优异的稳定性与可编程性受到学者们的广为青睐，然而针对msma极高的驱动磁场门槛(～1t)，学者通常采用极高的驱动电流(～10ka)与冷却设备以搭建电磁致动实验平台，其能耗量大、成本高、场强精度与稳定性差、安全性匮乏等劣势不言而喻。
3、如何安全、精准、便捷地测量与表征应力场、温度场与磁场对磁致伸缩材料磁生应变的影响规律及其磁畴界面演化机制，对于提高磁致伸缩材料致动性能与适用性具有极其重要的科学研究意义和工程应用价值。
技术实现思路
1、鉴于现有技术的上述不足，本专利技术的目的是提供一种能够实现快速响应的高精度控制与试样非接触式原位测量的磁致伸
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，包括：
4、主体支架；
5、可上下移动地设置于所述主体支架上的平台支架；
6、固定设置于所述平台支架上的磁场发生装置；所述磁场发生装置的中心具有沿轴向将其贯穿的中心孔；所述磁场发生装置包括围绕中心孔沿周向排列的4块以及以上偶数块扇形钕铁硼永磁体；其中两个相对的扇形钕铁硼永磁体充磁方向沿径向方向，其余每一块扇形钕铁硼永磁体的充磁角度差为360°与扇形钕铁硼永磁体数量的比值，并依次递增或递减；所述磁场发生装置通过所述平台支架的上下移动以调整高度；
7、可旋转地承载于所述磁场发生装置上的原位载物台；所述主体支架固定设有第一电机，所述原位载物台穿过所述中心孔连接所述第一电机，被所述第一电机驱动旋转；
8、固定承载于所述原位载物台上的样品夹持装置；所述样品夹持装置夹持有试样，其被配置为允许试样沿长度方向伸缩；
9、设置于所述主体支架上的面阵相机，所述面阵相机与原位载物台、磁场发生装置的中心轴线共线设置。
10、优选的，所述原位载物台的上端面设有嵌槽；所述样品夹持装置以过盈配合的方式嵌入所述嵌槽中。
11、优选的，所述样品夹持装置包括具有滑动槽的夹持主体、可滑动地容置于所述滑动槽内的滑块；所述滑动槽的相对的两个槽壁上开设有轨道槽；所述滑块的两侧分别设置有容置于所述轨道槽内的陶瓷轴承；所述滑块内设有安装槽，所述安装槽内固定设有动夹持块，试样的一端被夹持在两个动夹持块之间；所述滑块在所述动夹持块的一侧设有机米孔，并通过紧定螺丝顶抵所述动夹持块将试样的一端夹紧；
12、所述夹持主体还在所述滑动槽的一侧设有固定槽，所述固定槽内固定设有静夹持块，试样的另一端被夹持在两个静夹持块之间；所述夹持主体在所述固定槽的两侧分别设有机米孔，并通过紧定螺丝顶抵所述静夹持块将试样的另一端夹紧。
13、优选的，所述夹持主体还在所述滑块背对所述固定槽的一侧可更换地设有弹簧；所述弹簧向所述滑块施加朝向所述固定槽移动的弹性力。
14、优选的，所述夹持主体在所述滑块背对所述固定槽的一侧设有弹簧槽，所述弹簧槽与所述滑动槽相通，所述弹簧以压缩的状态容置于所述弹簧槽内将所述滑块顶抵。
15、优选的，所述夹持主体包括第一主体和第二主体；所述滑动槽以及所述滑块位于所述第一主体，所述第二主体设有所述弹簧槽，所述第一主体在所述滑动槽的下方设有插槽；所述第二主体通过插板插入所述插槽，与所述第一主体相连接。
16、优选的，所述主体支架上还设有第二电机，并驱动所述平台支架沿竖直上下移动；所述第二电机为无刷电机。
17、优选的，所述扇形钕铁硼永磁体为12块；其中两个相对的扇形钕铁硼永磁体充磁方向沿径向方向，其余每一块扇形钕铁硼永磁体的充磁角度差为30°
18、优选的，所述主体支架还设有光源组件；所述光源组件在所述样品夹持装置的上方。
19、优选的，所述主体支架还设有温控组件，其用于控制所述试样的实验温度。
20、本专利技术弥补和改善了上述现有技术的不足之处,基于全数字控制伺服组件与数字图像相关技术，实现了磁场多轴多自由度快速响应的高精度控制与试样非接触式原位测量，为研究应力场、温度场与磁场对磁致伸缩材料磁生应变的影响规律及其磁畴界面演化机制提供了新思路,该平台搭建操作简单、安全，场强精准稳定,能够为原位测量磁致伸缩材料的磁热力耦合行为提供有效的实验平台。
21、参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。
22、针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
23、应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
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1.一种磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，所述原位载物台的上端面设有嵌槽；所述样品夹持装置以过盈配合的方式嵌入所述嵌槽中。
3.如权利要求1所述的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，所述样品夹持装置包括具有滑动槽的夹持主体、可滑动地容置于所述滑动槽内的滑块；所述滑动槽的相对的两个槽壁上开设有轨道槽；所述滑块的两侧分别设置有容置于所述轨道槽内的陶瓷轴承；所述滑块内设有安装槽，所述安装槽内固定设有动夹持块，试样的一端被夹持在两个动夹持块之间；所述滑块在所述动夹持块的一侧设有机米孔，并通过紧定螺丝顶抵所述动夹持块将试样的一端夹紧；
4.如权利要求3所述的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，所述夹持主体还在所述滑块背对所述固定槽的一侧可更换地设有弹簧；所述弹簧向所述滑块施加朝向所述固定槽移动的弹性力。
5.如权利要求4所述的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，所述夹持主体在所述滑块背对所述固定槽的一侧设有弹簧槽，所
6.如权利要求5所述的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，所述夹持主体包括第一主体和第二主体；所述滑动槽以及所述滑块位于所述第一主体，所述第二主体设有所述弹簧槽，所述第一主体在所述滑动槽的下方设有插槽；所述第二主体通过插板插入所述插槽，与所述第一主体相连接。
7.如权利要求1所述的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，所述主体支架上还设有第二电机，并驱动所述平台支架沿竖直上下移动；所述第二电机为无刷电机。
8.如权利要求1所述的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，所述扇形钕铁硼永磁体为12块；其中两个相对的扇形钕铁硼永磁体充磁方向沿径向方向，其余每一块扇形钕铁硼永磁体的充磁角度差为30°。
9.如权利要求1所述的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，所述主体支架还设有光源组件；所述光源组件在所述样品夹持装置的上方。
10.如权利要求1所述的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，所述主体支架还设有温控组件，其用于控制所述试样的实验温度。
...【技术特征摘要】
1.一种磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，所述原位载物台的上端面设有嵌槽；所述样品夹持装置以过盈配合的方式嵌入所述嵌槽中。
3.如权利要求1所述的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，所述样品夹持装置包括具有滑动槽的夹持主体、可滑动地容置于所述滑动槽内的滑块；所述滑动槽的相对的两个槽壁上开设有轨道槽；所述滑块的两侧分别设置有容置于所述轨道槽内的陶瓷轴承；所述滑块内设有安装槽，所述安装槽内固定设有动夹持块，试样的一端被夹持在两个动夹持块之间；所述滑块在所述动夹持块的一侧设有机米孔，并通过紧定螺丝顶抵所述动夹持块将试样的一端夹紧；
4.如权利要求3所述的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，所述夹持主体还在所述滑块背对所述固定槽的一侧可更换地设有弹簧；所述弹簧向所述滑块施加朝向所述固定槽移动的弹性力。
5.如权利要求4所述的磁致伸缩材料磁热力耦合行为实验平台，其特征在于，所述夹持主体在所述滑块背对所述固定槽的一侧设有弹簧槽，所述弹簧槽与所述滑动槽相通...
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