專(zhuān)利名稱(chēng)：一種塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及塑料薄膜的力學(xué)測(cè)量技木，特別涉及一種塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
塑料薄膜在恒定應(yīng)變速率5的變形過(guò)程中的真實(shí)應(yīng)カO和真實(shí)應(yīng)變e ，是塑料薄膜的ー項(xiàng)重要力學(xué)參數(shù)。傳統(tǒng)的塑料薄膜拉伸試驗(yàn)機(jī)上，在恒定拉伸速度V下是無(wú)法保證恒應(yīng)變速率的。而要實(shí)現(xiàn)恒應(yīng)變速率的拉伸只能通過(guò)以下兩個(gè)方法I.通過(guò)計(jì)算在恒應(yīng)變速率情況下的V，每隔一段時(shí)間，由操作者手動(dòng)調(diào)整V，以實(shí)現(xiàn)近似的恒^*伸試驗(yàn)；2.在普通拉伸試驗(yàn)機(jī)上附加程序控制設(shè)備以隨時(shí)改變V而對(duì)5進(jìn)行自動(dòng)控制。以上兩種方法精度不高，特別是當(dāng)V較大時(shí)，造成誤差會(huì)過(guò)大。此外，塑料薄膜的高溫力學(xué)性能測(cè)試存在困難薄膜在玻璃化溫度Tg以后，由于材料變軟變粘，夾持將越來(lái)越困難。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供ー種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拉伸精度高的塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實(shí)驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實(shí)驗(yàn)裝置，包括計(jì)算機(jī)、電熱系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉伸機(jī)構(gòu)、約束裝置，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接計(jì)算機(jī)，所述拉伸機(jī)構(gòu)置于密封箱體內(nèi)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)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(guò)螺栓連接在該平面上，所述主軸的兩端與支架活動(dòng)連接，所述拉カ傳感器設(shè)置于主軸上；所述拉伸機(jī)構(gòu)包括電熱系統(tǒng)、滑塊、導(dǎo)軌、夾具、墊片，所述滑塊置于導(dǎo)軌上與其滑動(dòng)配合，所述夾具設(shè)置于滑塊上，在夾具上設(shè)置有螺栓，所述墊片設(shè)置于夾具內(nèi)，所述滑塊上設(shè)置有螺栓；所述約束裝置包括支架和約束桿，所述約束桿的兩端與支架活動(dòng)連接，所述約束桿位于主軸8的右側(cè)下方，所述拉カ傳感器與計(jì)算機(jī)連接。所述電熱系統(tǒng)包括電熱裝置、溫度傳感器。上述塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸試驗(yàn)方法，塑料薄膜在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與拉伸機(jī)構(gòu)之間的拉伸過(guò)程中，標(biāo)距不變，即I不變，設(shè)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(shí)面積為S，瞬時(shí)的線應(yīng)變?yōu)閑，應(yīng)カ為O，
Al由于￡"= --( I )由于線速度不變，故有A I = V* A t (2)由以上(I)、⑵方程式，得
At
_2] ￡ = —^~(3)[0013]當(dāng)轉(zhuǎn)化為ー階導(dǎo)數(shù)時(shí)，式(3)變換成式⑷所示ds V .由于塑料薄膜在拉伸過(guò)程中V、I均恒定，因此g為常數(shù)，拉伸傳感器將采集到塑料薄膜的拉力、應(yīng)カ信息傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算 機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在測(cè)量出塑料薄膜的瞬時(shí)拉カ值與面積值時(shí)，通過(guò)式(5)計(jì)算出瞬時(shí)應(yīng)力，最后通過(guò)綜合分析測(cè)繪相對(duì)應(yīng)的應(yīng)變曲線圖，達(dá)到測(cè)試塑料薄膜在不同的高溫恒應(yīng)變速率環(huán)境中的力學(xué)性能，
F
_7] CT = -(5)塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸試驗(yàn)方法，包括下述步驟(I)打開(kāi)密封箱體，松開(kāi)滑塊上的螺栓，移動(dòng)安裝在導(dǎo)軌上的滑塊，以導(dǎo)軌上的刻度為基準(zhǔn)，調(diào)整塑料薄膜的標(biāo)距，標(biāo)距確定后，捏緊螺栓；(2)松開(kāi)主軸上墊片的螺栓，以及夾具與墊片的螺栓，把待拉伸試驗(yàn)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(dòng)機(jī)構(gòu)與拉伸系統(tǒng)之間保持自然伸直，擰緊主軸上墊片的螺栓；(3)關(guān)閉密封箱體，使之密封，開(kāi)啟電熱系統(tǒng)的電熱裝置，通過(guò)溫度傳感器的數(shù)據(jù)確定瞬時(shí)溫度值，井根據(jù)該瞬時(shí)溫度值調(diào)節(jié)電熱系統(tǒng)的功率，使測(cè)量過(guò)程中密封箱體的內(nèi)部溫度不變；(4)啟動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)，設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速，使主軸8恒速率轉(zhuǎn)動(dòng)，固定約束桿的高度使其與塑料薄膜表面貼合，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，卷繞在主軸上的塑料薄膜由于疊加其半徑逐漸増大，由于約束桿的高度是固定的，使塑料薄膜與拉伸系統(tǒng)之間的水平線始終保持不變；(5)塑料薄膜恒應(yīng)變速率拉伸吋，因夾具固定不動(dòng)，使塑料薄膜在恒應(yīng)變速率的狀態(tài)下發(fā)生塑性變形，拉カ傳感器將拉カ數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)分析后得出該塑料薄膜的拉カ數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型所述裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，與拉伸試驗(yàn)方法相互配合，通過(guò)拉カ傳感器將數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)后，精確得出塑料薄膜的拉伸數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型技術(shù)手段簡(jiǎn)便易行，具有積極的技術(shù)效果與推廣應(yīng)用價(jià)值。

圖I為本實(shí)用新型塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I中夾具2的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步具體詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此，對(duì)于未特別注明的エ藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。實(shí)施例如圖1、2所示，本實(shí)用新型塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實(shí)驗(yàn)裝置，包括計(jì)算機(jī)、電熱系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉伸機(jī)構(gòu)、約束裝置，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接計(jì)算機(jī)，所述拉伸機(jī)構(gòu)置于密封箱體內(nèi)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)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(guò)螺栓連接在該平面上，所述主軸8的兩端與支架7、10活動(dòng)連接，所述拉カ傳感器設(shè)置于主軸8上；所述拉伸機(jī)構(gòu)包括電熱系統(tǒng)、滑塊I、導(dǎo)軌3、夾具2、墊片4，所述滑塊I置于導(dǎo)軌3上與其滑動(dòng)配合，所述夾具2設(shè)置于滑塊I上，在夾具上設(shè)置有螺栓，所述墊片4設(shè)置于夾具內(nèi)，所述滑塊上設(shè)置有螺栓；所述約束裝置包括支架5、6和約束桿11，所述約束桿11的兩端與支架5、6活動(dòng)連接，所述約束桿11位于主軸8的右側(cè)下方，所述拉カ傳感器與計(jì)算機(jī)連接。所述電熱系統(tǒng)包括電熱裝置、溫度傳感器。塑料薄膜在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與拉伸機(jī)構(gòu)之間的拉伸過(guò)程中，標(biāo)距不變，即I不變，設(shè)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(shí)面積為S，瞬時(shí)的線應(yīng)變?yōu)閑，應(yīng)
カ為O，
A/由于S =——(D由于線速度不變，故有A I = V* A t(2)由以上(I)、(2)方程式，得AtS =--(3)當(dāng)轉(zhuǎn)化為ー階導(dǎo)數(shù)時(shí)，式(3)變換成式(4)所示由于塑料薄膜在拉伸過(guò)程中V、I均恒定，因此g為常數(shù)，拉伸傳感器將采集到塑料薄膜的拉力、應(yīng)カ信息傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在測(cè)量出塑料薄膜的瞬時(shí)拉カ值與面積值時(shí)，通過(guò)式(5)計(jì)算出瞬時(shí)應(yīng)力，最后通過(guò)綜合分析測(cè)繪相對(duì)應(yīng)的應(yīng)變曲線圖，達(dá)到測(cè)試塑料薄膜在不同的高溫恒應(yīng)變速率環(huán)境中的力學(xué)性能，
Fa = —(5)以下結(jié)合裝置具體說(shuō)明塑料薄膜力學(xué)性能拉伸實(shí)驗(yàn)步驟(I)打開(kāi)密封箱體，松開(kāi)滑塊I上的螺栓，移動(dòng)安裝在導(dǎo)軌3上的滑塊1，以導(dǎo)軌3上的刻度為基準(zhǔn)，調(diào)整塑料薄膜12的標(biāo)距，標(biāo)距確定后，捏緊螺栓；(2)松開(kāi)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(yàn)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(dòng)機(jī)構(gòu)與拉伸系統(tǒng)之間保持自然伸直，擰緊主軸8上墊片9的螺栓；(3)關(guān)閉密封箱體，使之密封，開(kāi)啟電熱系統(tǒng)的電熱裝置，通過(guò)溫度傳感器的數(shù)據(jù)確定瞬時(shí)溫度值，井根據(jù)該瞬時(shí)溫度值調(diào)節(jié)電熱系統(tǒng)的功率，使測(cè)量過(guò)程中密封箱體的內(nèi)部溫度不變；(4)啟動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)，設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速，使主軸8恒速率轉(zhuǎn)動(dòng)，固定約束桿11的高度使其與塑料薄膜12表面貼合，主軸8轉(zhuǎn)動(dòng)，卷繞在主軸8上的塑料薄膜12由于疊加其半徑逐漸増大，由于約束桿11的高度是固定的，使塑料薄膜12與拉伸系統(tǒng)之間的水平線始終保持不變；(5)塑料薄膜12恒應(yīng)變速率拉伸吋，因夾具2固定不動(dòng)，使塑料薄膜12在恒應(yīng)變速率的狀態(tài)下發(fā)生塑性變形，拉カ傳感器將拉カ數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)分析后得出該塑料薄膜12的拉カ數(shù)據(jù)。如上所述便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實(shí)驗(yàn)裝置，包括計(jì)算機(jī)、電熱系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉伸機(jī)構(gòu)、約束裝置，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接計(jì)算機(jī)，其特征在干所述拉伸機(jī)構(gòu)置于密封箱體內(nèi)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)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(guò)螺栓連接在該平面上，所述主軸的兩端與支架活動(dòng)連接，所述拉カ傳感器設(shè)置于主軸上；所述拉伸機(jī)構(gòu)包括電熱系統(tǒng)、滑塊、導(dǎo)軌、夾具、墊片，所述滑塊置于導(dǎo)軌上與其滑動(dòng)配合，所述夾具設(shè)置于滑塊上，在夾具上設(shè)置有螺栓，所述墊片設(shè)置于夾具內(nèi)，所述滑塊上設(shè)置有螺栓；所述約束裝置包括支架和約束桿，所述約束桿的兩端與支架活動(dòng)連接，所述約束桿位于主軸的右側(cè)下方，所述拉カ傳感器與計(jì)算機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述電熱系統(tǒng)包括電熱裝置、溫度傳感器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實(shí)驗(yàn)裝置，主要包括計(jì)算機(jī)、電熱系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉伸機(jī)構(gòu)、約束裝置，塑料薄膜在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與拉伸機(jī)構(gòu)之間的拉伸過(guò)程中，標(biāo)距不變，即l不變，設(shè)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(shí)面積為為S，瞬時(shí)的線應(yīng)變?yōu)棣牛瑧?yīng)力為σ，在拉伸機(jī)構(gòu)的主軸上設(shè)置拉力傳感器，由于塑料薄膜在拉伸過(guò)程中v、l均恒定，因此為常數(shù)，拉伸傳感器將采集到塑料薄膜的拉力、應(yīng)力信息傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
文檔編號(hào)G01N3/18GK202583013SQ201220177880
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者陳松茂, 林民才, 林俊強(qiáng), 戶文慶 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)