一種塑料薄膜單滾筒式力學性能拉伸實驗裝置的製作方法
2023-09-23 21:28:10 2
專利名稱：一種塑料薄膜單滾筒式力學性能拉伸實驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及塑料薄膜的力學測量技木，特別涉及一種塑料薄膜單滾筒式力學性能拉伸實驗裝置。
背景技術：
塑料薄膜在恆定應變速率5的變形過程中的真實應カO和真實應變e ，是塑料薄膜的ー項重要力學參數。傳統的塑料薄膜拉伸試驗機上，在恆定拉伸速度V下是無法保證恆應變速率的。而要實現恆應變速率的拉伸只能通過以下兩個方法I.通過計算在恆應變速率情況下的V，每隔一段時間，由操作者手動調整V，以實現近似的恆^*伸試驗；2.在普通拉伸試驗機上附加程序控制設備以隨時改變V而對5進行自動控制。以上兩種方法精度不高，特別是當V較大時，造成誤差會過大。此外，塑料薄膜的高溫力學性能測試存在困難薄膜在玻璃化溫度Tg以後，由於材料變軟變粘，夾持將越來越困難。
發明內容本實用新型的目的在於克服上述現有技術的缺點和不足，提供ー種結構簡單、拉伸精度高的塑料薄膜單滾筒式力學性能拉伸實驗裝置。本實用新型通過下述技術方案實現一種塑料薄膜單滾筒式力學性能拉伸實驗裝置，包括計算機、電熱系統、傳動機構、拉伸機構、約束裝置，所述傳動機構連接計算機，所述拉伸機構置於密封箱體內，所述傳動機構包括拉カ傳感器、主軸、支架、墊片，所述主軸為圓筒狀，在其中部表面有一平面，所述墊片通過螺栓連接在該平面上，所述主軸的兩端與支架活動連接，所述拉カ傳感器設置於主軸上；所述拉伸機構包括電熱系統、滑塊、導軌、夾具、墊片，所述滑塊置於導軌上與其滑動配合，所述夾具設置於滑塊上，在夾具上設置有螺栓，所述墊片設置於夾具內，所述滑塊上設置有螺栓；所述約束裝置包括支架和約束杆，所述約束杆的兩端與支架活動連接，所述約束杆位於主軸8的右側下方，所述拉カ傳感器與計算機連接。所述電熱系統包括電熱裝置、溫度傳感器。上述塑料薄膜單滾筒式力學性能拉伸試驗方法，塑料薄膜在傳動機構與拉伸機構之間的拉伸過程中，標距不變，即I不變，設卷繞在主軸上塑料薄膜的外圈線速度為V，拉伸速度為V，瞬時面積為S，瞬時的線應變為e，應カ為O，
Al由於￡"= --( I )由於線速度不變，故有A I = V* A t (2)由以上(I)、⑵方程式，得
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_2] ￡ = —^~(3)[0013]當轉化為ー階導數時，式(3)變換成式⑷所示ds V .由於塑料薄膜在拉伸過程中V、I均恆定，因此g為常數，拉伸傳感器將採集到塑料薄膜的拉力、應カ信息傳送給計算機，計算 機進行數據處理。在測量出塑料薄膜的瞬時拉カ值與面積值時，通過式(5)計算出瞬時應力，最後通過綜合分析測繪相對應的應變曲線圖，達到測試塑料薄膜在不同的高溫恆應變速率環境中的力學性能，
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_7] CT = -(5)塑料薄膜單滾筒式力學性能拉伸試驗方法，包括下述步驟(I)打開密封箱體，鬆開滑塊上的螺栓，移動安裝在導軌上的滑塊，以導軌上的刻度為基準，調整塑料薄膜的標距，標距確定後，捏緊螺栓；(2)鬆開主軸上墊片的螺栓，以及夾具與墊片的螺栓，把待拉伸試驗的塑料薄膜的一端夾持在夾具與墊片之間，再擰緊螺栓，再把塑料薄膜的另一端夾持在主軸與墊片之間，塑料薄膜在傳動機構與拉伸系統之間保持自然伸直，擰緊主軸上墊片的螺栓；(3)關閉密封箱體，使之密封，開啟電熱系統的電熱裝置，通過溫度傳感器的數據確定瞬時溫度值，井根據該瞬時溫度值調節電熱系統的功率，使測量過程中密封箱體的內部溫度不變；(4)啟動傳動機構電機，設定電機轉速，使主軸8恆速率轉動，固定約束杆的高度使其與塑料薄膜表面貼合，主軸轉動，卷繞在主軸上的塑料薄膜由於疊加其半徑逐漸増大，由於約束杆的高度是固定的，使塑料薄膜與拉伸系統之間的水平線始終保持不變；(5)塑料薄膜恆應變速率拉伸吋，因夾具固定不動，使塑料薄膜在恆應變速率的狀態下發生塑性變形，拉カ傳感器將拉カ數據傳輸給計算機，計算機分析後得出該塑料薄膜的拉カ數據。與現有技術相比本實用新型所述裝置結構簡單，操作便捷，與拉伸試驗方法相互配合，通過拉カ傳感器將數據傳輸給計算機後，精確得出塑料薄膜的拉伸數據。本實用新型技術手段簡便易行，具有積極的技術效果與推廣應用價值。
圖I為本實用新型塑料薄膜單滾筒式力學性能拉伸試驗裝置結構示意圖。圖2為圖I中夾具2的放大結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本實用新型作進ー步具體詳細描述，但本實用新型的實施方式不限於此，對於未特別註明的エ藝參數，可參照常規技術進行。實施例如圖1、2所示，本實用新型塑料薄膜單滾筒式力學性能拉伸實驗裝置，包括計算機、電熱系統、傳動機構、拉伸機構、約束裝置，所述傳動機構連接計算機，所述拉伸機構置於密封箱體內，所述傳動機構包括拉カ傳感器、主軸8、支架7、10，墊片9，所述主軸8為圓筒狀，在其中部表面有一平面，所述墊片9通過螺栓連接在該平面上，所述主軸8的兩端與支架7、10活動連接，所述拉カ傳感器設置於主軸8上；所述拉伸機構包括電熱系統、滑塊I、導軌3、夾具2、墊片4，所述滑塊I置於導軌3上與其滑動配合，所述夾具2設置於滑塊I上，在夾具上設置有螺栓，所述墊片4設置於夾具內，所述滑塊上設置有螺栓；所述約束裝置包括支架5、6和約束杆11，所述約束杆11的兩端與支架5、6活動連接，所述約束杆11位於主軸8的右側下方，所述拉カ傳感器與計算機連接。所述電熱系統包括電熱裝置、溫度傳感器。塑料薄膜在傳動機構與拉伸機構之間的拉伸過程中，標距不變，即I不變，設卷繞在主軸上塑料薄膜的外圈線速度為V，拉伸速度為V，瞬時面積為S，瞬時的線應變為e，應
カ為O，
A/由於S =——(D由於線速度不變，故有A I = V* A t(2)由以上(I)、(2)方程式，得AtS =--(3)當轉化為ー階導數時，式(3)變換成式(4)所示由於塑料薄膜在拉伸過程中V、I均恆定，因此g為常數，拉伸傳感器將採集到塑料薄膜的拉力、應カ信息傳送給計算機，計算機進行數據處理。在測量出塑料薄膜的瞬時拉カ值與面積值時，通過式(5)計算出瞬時應力，最後通過綜合分析測繪相對應的應變曲線圖，達到測試塑料薄膜在不同的高溫恆應變速率環境中的力學性能，
Fa = —(5)以下結合裝置具體說明塑料薄膜力學性能拉伸實驗步驟(I)打開密封箱體，鬆開滑塊I上的螺栓，移動安裝在導軌3上的滑塊1，以導軌3上的刻度為基準，調整塑料薄膜12的標距，標距確定後，捏緊螺栓；(2)鬆開主軸8上墊片9的螺栓，以及夾具2與墊片4的螺栓，把待拉伸試驗的塑料薄膜12的一端夾持在夾具2與墊片4之間，再擰緊螺栓，再把塑料薄膜12的另一端夾持在主軸8與墊片9之間，塑料薄膜12在傳動機構與拉伸系統之間保持自然伸直，擰緊主軸8上墊片9的螺栓；(3)關閉密封箱體，使之密封，開啟電熱系統的電熱裝置，通過溫度傳感器的數據確定瞬時溫度值，井根據該瞬時溫度值調節電熱系統的功率，使測量過程中密封箱體的內部溫度不變；(4)啟動傳動機構電機，設定電機轉速，使主軸8恆速率轉動，固定約束杆11的高度使其與塑料薄膜12表面貼合，主軸8轉動，卷繞在主軸8上的塑料薄膜12由於疊加其半徑逐漸増大，由於約束杆11的高度是固定的，使塑料薄膜12與拉伸系統之間的水平線始終保持不變；(5)塑料薄膜12恆應變速率拉伸吋，因夾具2固定不動，使塑料薄膜12在恆應變速率的狀態下發生塑性變形，拉カ傳感器將拉カ數據傳輸給計算機，計算機分析後得出該塑料薄膜12的拉カ數據。如上所述便可較好地實現本實用新型。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保 護範圍之內。
權利要求1.一種塑料薄膜單滾筒式力學性能拉伸實驗裝置，包括計算機、電熱系統、傳動機構、拉伸機構、約束裝置，所述傳動機構連接計算機，其特徵在幹所述拉伸機構置於密封箱體內，所述傳動機構包括拉カ傳感器、主軸、支架、墊片，所述主軸為圓筒狀，在其中部表面有一平面，所述墊片通過螺栓連接在該平面上，所述主軸的兩端與支架活動連接，所述拉カ傳感器設置於主軸上；所述拉伸機構包括電熱系統、滑塊、導軌、夾具、墊片，所述滑塊置於導軌上與其滑動配合，所述夾具設置於滑塊上，在夾具上設置有螺栓，所述墊片設置於夾具內，所述滑塊上設置有螺栓；所述約束裝置包括支架和約束杆，所述約束杆的兩端與支架活動連接，所述約束杆位於主軸的右側下方，所述拉カ傳感器與計算機連接。
2.根據權利要求I所述的塑料薄膜單滾筒式力學性能拉伸實驗裝置，其特徵在於所述電熱系統包括電熱裝置、溫度傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種塑料薄膜單滾筒式力學性能拉伸實驗裝置，主要包括計算機、電熱系統、傳動機構、拉伸機構、約束裝置，塑料薄膜在傳動機構與拉伸機構之間的拉伸過程中，標距不變，即l不變，設卷繞在主軸上塑料薄膜的外圈線速度為v，拉伸速度為v，瞬時面積為為S，瞬時的線應變為ε，應力為σ，在拉伸機構的主軸上設置拉力傳感器，由於塑料薄膜在拉伸過程中v、l均恆定，因此為常數，拉伸傳感器將採集到塑料薄膜的拉力、應力信息傳送給計算機，計算機進行數據處理。
文檔編號G01N3/18GK202583013SQ201220177880
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月24日 優先權日2012年4月24日
發明者陳松茂, 林民才, 林俊強, 戶文慶 申請人:華南理工大學