目前一般的测试装置多以大型设备为主,而小型的测试仪比较少见,仪器小型化则需要满足精度高、稳定性能好,设计比较复杂。目前与应力腐蚀相关的测试装置主要存在的问题是:体积较大不便于移动、腐蚀池密封性较差、装置小型化导致电机扭矩不足等。
针对这些目前存在的问题,采取了一些措施,采用轻便紧凑的设计使得测试装置易于移动,密封性能方面,采用定制的硅胶可伸缩软塞来进行密封。同时,采用三级减速装置以满足低速大扭矩的条件,整个复合拉伸与化学场耦合测试装置就能够正常工作运转。小型化的测试装置可以满足实验室的小型材料试件的测试要求,配合光学显微镜设备则可以实时在线记录材料试件形变、开裂、断裂的过程,探索应力腐蚀破坏发生的内在原理。直流伺服电机是机械结构部分的动力源头,与直流伺服电机相配套的行星齿轮减速箱的作用是减速和加大扭矩。测试装置需要满足低速大扭矩的条件就可以正常工作运行,所以又加装了两套减速和加大扭矩的机构即一级蜗轮蜗杆和二级蜗轮蜗杆。直流电机输出的动力经过连续三次的减速与加大扭矩,最后传递到滚珠丝杠,这里滚珠丝杠的功能是将旋转运动转变为直线运动。此时,与工作台组装在一起的丝杠螺母带动工作台对试件进行拉伸测试。其他辅助的模块包括直线导轨,用于温度场的水浴加热槽,实现腐蚀环境的腐蚀槽,实现测量功能的力传感器和位移传感器,固定装置和限位开关等。限位开关的作用是确保测试装置在超出有效行程后自动停止加载。电机启动时传递扭矩,经过行星齿轮减速箱时第一次减速与加大扭矩,传递到一级蜗轮蜗杆时进行第二次的减速与加大扭矩,通过传动轴又经过二级蜗轮蜗杆时第三次进行减速并加大扭矩,最后传递到滚珠丝杠上,滚珠丝杠通过丝杠螺母带动工作台进行直线拉伸运动,同时化学场机构在进行腐蚀反应,这样测试装置就正常开始工作运转。通过三次的减速与加大扭矩,电机传递到工作台上的工作载荷已足够进行拉伸试验直至试件断裂。