一、 系统概述

原位双/四轴力学测试系统（IBM系列）是自主研发的原位双轴/四轴力学实验系统。系统可按需定制，既支持单轴力学测试，也可进行双轴/四轴比例、非比例加载测试。加载模式涵盖定位移速度和定载荷速度，包括准静态力学测试和动态疲劳测试版本。

系统配套开发有高低温环境、海水腐蚀、盐雾腐蚀等复杂环境模块，并可搭配DIC（数字图像相关技术）、视频引伸计、同步辐射光源等原位测量技术，能够精确测试材料在复杂工况下的力学性能并分析组织结构演化。

核心设备参数：

• 设备型号：IBM-300/500/1000/5000/10000

• 载荷峰值：300N/500N/1000N/5000N/10000N

• 载荷示值误差：≤0.5%FS

• 位移测量范围：50mm/100mm/150mm

• 位移分辨率：0.1μm

• 试验机级别：0.5级

• 加载速率：0.01mm/min-500mm/min

• 净重：20-50kg

• 外形尺寸：550x550x120mm

• 适用材料：金属、高分子、生物等材料

二、 核心控制器与软件系统

系统配备专用控制器，支持USB通讯、即插即用。控制器最多支持4路50万码应变测量分辨率，配备多功能脉冲调制器，最多可同时控制两路电机，支持安可迅平台与LabView平台。具备专利免螺丝插装式结构，包含4路应变测量通道（24位A/D）、3路增量计数通道（16位计数器）等。

系统配套强大的上位机软件，包括：

• 准静态双轴原位拉伸上位机软件：支持多通道力、位移实时监控与曲线绘制。

• 动态四轴原位拉压疲劳上位机软件：支持复杂的疲劳波形控制与数据采集。

三、 典型交付案例

案例一：高校科研测试平台

• 配置：原位双轴拉伸试验机 + 高低温环境 + 视频引伸计 + 2D-DIC。

• 应用：通过集成高低温环境箱与光学测量技术，实时记录材料在不同温度下的全场应变演化，软件界面可同步显示温度控制、载荷曲线与DIC云图。

案例二：国家级大科学装置联合测试

• 配置：原位四轴疲劳试验机 + 高温环境 + 视频引伸计 + 2D-DIC + 同步辐射光源。

• 应用：设备在高温环境下进行多轴拉压疲劳测试，并结合同步辐射光源的高穿透性，实现材料内部微观结构演化与宏观力学行为的原位同步表征。

案例三：生物医疗科研机构测试平台

• 配置：原位双轴拉伸试验机 + 爪钩夹具 + 水浴环境 + 视频引伸计 + 2D-DIC。

• 应用：针对水凝胶等软材料，采用特制爪钩夹具防止试样损伤，配合水浴环境模拟生理条件，成功完成软材料的双轴原位拉伸与变形记录。

四、 典型测试案例与数据成果

• 铸钢材料测试：
  完成了双轴拉伸试样的设计与优化，并利用系统获取了双轴拉伸断裂帧及断裂前的应变云图，为金属材料的失效分析提供了直观数据。

• 6061铝合金测试：
  进行了6061铝合金双轴拉伸测试，获取了X、Y方向的真实应力-真实应变曲线，并结合DIC技术绘制了材料的屈服轨迹演化图，揭示了复杂应力状态下的屈服准则。

• 软材料（水凝胶/高分子）测试：
  完成了高分子材料的双轴拉伸疲劳测试，获取了变形-时间曲线；针对水凝胶材料，在特制夹具与水浴环境下成功进行了双轴拉伸测试，清晰观测到了软材料的形变与裂纹扩展过程。