本發(fā)明涉及水凝膠拉伸性能測試，具體為一種水凝膠拉伸力學性能測試設備及方法。

背景技術(shù)：

1、水凝膠的拉伸性能測試是衡量其力學性能的重要指標之一，拉伸性能測試旨在評估水凝膠在受到拉伸載荷時的力學行為，包括拉伸強度、拉伸斷裂應力、拉伸屈服應力以及拉伸彈性模量等關(guān)鍵參數(shù)。這些參數(shù)對于理解水凝膠的力學特性、優(yōu)化其性能以及拓展其應用領域具有重要意義。目前，測量水凝膠拉伸性能的方法主要包括拉伸法，即采用上下夾具將水凝膠樣品夾緊固定后，對水凝膠樣品施加沿縱軸方向（即上下方向）的靜態(tài)拉伸負荷，直至樣品被拉斷，在此過程中記錄并分析樣品的應力-應變曲線。普通的上下夾具對水凝膠樣品的裝夾與釋放操作繁瑣，尤其是在為滿足測量精準度需要測量多組水凝膠樣品時，降低測試效率，且對水凝膠樣品的上下兩端夾緊還可能出現(xiàn)水凝膠樣品傾斜的情況，這樣在對水凝膠樣品進行拉伸時，就無法得出準確的測量結(jié)果，采用帶有夾爪的夾具對水凝膠樣品進行裝夾時，由于夾爪夾緊過程中需要轉(zhuǎn)動角度，在夾爪與水凝膠樣品接觸時，兩者的接觸面積小，且接觸處無法做到水平接觸，容易導致水凝膠樣品在裝夾時破損，為此，我們推出一種水凝膠拉伸力學性能測試設備及方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種水凝膠拉伸力學性能測試設備及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種水凝膠拉伸力學性能測試設備，一種水凝膠拉伸力學性能測試設備，包括底座，所述底座的上端后部設有升降限位架，升降限位架內(nèi)部滑接有拉伸升降座；

4、所述拉伸升降座的前部安裝有用于對水凝膠上部進行裝夾的頂部裝夾組件，所述底座的上端中部設有位于頂部裝夾組件正下方的底部裝夾組件；

5、所述頂部裝夾組件從水凝膠上部兩側(cè)邊進行同步裝夾后，使得水凝膠底部處于底部裝夾組件的正上方內(nèi)部，并且在鎖緊底部裝夾組件上的鎖緊件后，鎖緊件驅(qū)動底部裝夾組件頂部兩側(cè)對稱的裝夾爪組件對水凝膠底部兩側(cè)進行同步裝夾，使得水凝膠處于豎直狀態(tài)，且裝夾爪組件與水凝膠底部兩側(cè)始終保持水平接觸；

6、在拉伸升降座經(jīng)由驅(qū)動組件帶動順著升降限位架向上移動后，使得頂部裝夾組件和底部裝夾組件形成對水凝膠的拉伸，同時，底部裝夾組件上的拉力檢測模塊實現(xiàn)對水凝膠拉力的檢測。

7、優(yōu)選的，所述拉伸升降座包括滑接于升降限位架內(nèi)部的滑接腔的升降板、升降板兩側(cè)通過側(cè)邊耳板活動連接的側(cè)邊輪、升降板后端中部通過后限位板活動連接的后輪、升降板前端中部的前耳板通過轉(zhuǎn)軸活動連接的前輪以及前耳板前端固定的安裝盤；

8、所述滑接腔兩側(cè)設有豎直滑槽，側(cè)邊耳板滑接于豎直滑槽，且側(cè)邊輪緊貼著豎直滑槽側(cè)壁；

9、所述升降限位架后端中部設有豎直開槽，后限位板經(jīng)由豎直開槽伸出，且后輪緊貼著升降限位架后端表面；

10、所述前輪緊貼著升降限位架前端表面。

11、優(yōu)選的，所述驅(qū)動組件包括安裝在底座內(nèi)部的第一伺服電機以及第一伺服電機輸出端連接的驅(qū)動絲桿；

12、所述驅(qū)動絲桿頂部經(jīng)由升降板中部貫穿后活動連接于滑接腔頂壁。

13、優(yōu)選的，所述頂部裝夾組件包括固定在安裝盤上端中部的第二伺服電機、第二伺服電機輸出端貫穿安裝盤后連接的中間齒輪、安裝盤下端前后對稱活動連接的側(cè)邊齒輪、安裝盤底部前后滑接的夾板組件；

14、兩組側(cè)邊齒輪分別嚙合于中間齒輪的前后側(cè)邊；

15、第二伺服電機通過中間齒輪和側(cè)邊齒輪帶動夾板組件對水凝膠上部兩側(cè)邊進行同步裝夾。

16、優(yōu)選的，所述夾板組件包括滑接于安裝盤底部前后設置的t形滑槽內(nèi)的t形滑接座、t形滑接座內(nèi)側(cè)固定的齒條、t形滑接座下端中部的凸板的內(nèi)壁固定的夾板以及夾板側(cè)邊固定的橡膠板；

17、所述夾板側(cè)邊還通過斜撐加強板連接于凸板；

18、所述齒條嚙合于對應的側(cè)邊齒輪的外側(cè)，中間齒輪的外徑小于側(cè)邊齒輪的外徑。

19、優(yōu)選的，所述底部裝夾組件包括底座上端中部設有的底部盤以及底部盤頂部通過拉力檢測模塊和鎖緊件連接的頂部座；

20、所述裝夾爪組件包括頂部座兩側(cè)活動連接的轉(zhuǎn)動夾爪以及頂部座內(nèi)部對稱滑接的夾座，夾座內(nèi)壁設有橡膠夾塊且轉(zhuǎn)動夾爪頂部的弧形頂塊緊貼著對應的夾座外壁。

21、優(yōu)選的，所述拉力檢測模塊包括固定在頂部座下端中部的長桿、長桿底部固定的第一圓盤、長桿頂部貫穿的連接筒、底部盤頂部居中固定的圓臺、圓臺上端中部螺接固定的連接柱、連接柱頂部固定的第二圓盤套設在連接柱外側(cè)的底部蓋板、底部蓋板上端兩側(cè)固定的壓力傳感器；

22、所述第一圓盤和第二圓盤均伸入至連接筒內(nèi)，底部蓋板固定在連接筒底部，且第二圓盤上端與第一圓盤下端之間連接有第一彈簧；

23、所述鎖緊件包括螺接于長桿下部的鎖緊螺母、鎖緊螺母上端固定的套在長桿外側(cè)的頂緊筒以及套接在長桿上部的頂起塊；

24、所述鎖緊螺母位于連接筒上方，頂起塊坐落在頂緊筒頂部，且頂起塊頂部兩側(cè)抵靠在轉(zhuǎn)動夾爪的下部內(nèi)側(cè)。

25、優(yōu)選的，所述長桿上部兩側(cè)對稱設置有豎直凸起，豎直凸起滑接于頂起塊內(nèi)部。

26、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動夾爪上部內(nèi)壁通過連接板固定有圓筒，圓筒采用銷軸活動連接于頂部座兩側(cè)的內(nèi)凹槽中；

27、所述夾座下端中部設有滑塊，滑塊滑接于頂部座頂部內(nèi)的限位槽中，限位槽上部設置的光桿經(jīng)由滑塊上的預留孔貫穿伸出，且兩組滑塊下部之間還設有第二彈簧，第二彈簧兩端固定在滑塊下部內(nèi)壁的安裝槽中。

28、本發(fā)明還提供一種水凝膠拉伸力學性能測試設備的測試方法，具體包括以下步驟：

29、s1、將水凝膠上部伸入至頂部裝夾組件內(nèi)，頂部裝夾組件從水凝膠上部兩側(cè)邊進行同步裝夾；

30、s2、在水凝膠底部處于底部裝夾組件的正上方內(nèi)部后，將鎖緊件鎖緊，驅(qū)動對稱的兩組裝夾爪組件對水凝膠底部兩側(cè)進行同步裝夾，裝夾爪組件與水凝膠底部兩側(cè)保持水平接觸，使得水凝膠處于豎直狀態(tài)；

31、s3、驅(qū)動組件帶動拉伸升降座順著升降限位架向上移動后頂部裝夾組件和底部裝夾組件形成對水凝膠的拉伸，同時，底部裝夾組件上的拉力檢測模塊實現(xiàn)對水凝膠拉力的檢測，直至水凝膠斷裂。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過頂部裝夾組件和底部裝夾組件的設置，可實現(xiàn)對水凝膠的快速裝夾與釋放，有利于提高對水凝膠拉伸力學性能測試的效率；且均從水凝膠兩側(cè)同步并水平接觸的夾緊，保證夾緊處與水凝膠接觸面積大，能夠?qū)⑺z夾緊時又不會將水凝膠夾裂；頂部裝夾組件和底部裝夾組件將水凝膠裝夾固定后，在對水凝膠進行拉伸時，水凝膠始終保持豎直狀態(tài)的拉伸，不會導致水凝膠傾斜，進而可保證對水凝膠進行拉伸測試結(jié)果的準確性，且拉伸測試過程中，通過底部裝夾組件上的壓力傳感器就能實現(xiàn)對水凝膠拉力的檢測，檢測效率高。

技術(shù)特征：

1.一種水凝膠拉伸力學性能測試設備，包括底座，其特征在于：所述底座的上端后部設有升降限位架，升降限位架內(nèi)部滑接有拉伸升降座；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水凝膠拉伸力學性能測試設備，其特征在于：所述拉伸升降座包括滑接于升降限位架內(nèi)部的滑接腔的升降板、升降板兩側(cè)通過側(cè)邊耳板活動連接的側(cè)邊輪、升降板后端中部通過后限位板活動連接的后輪、升降板前端中部的前耳板通過轉(zhuǎn)軸活動連接的前輪以及前耳板前端固定的安裝盤；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水凝膠拉伸力學性能測試設備，其特征在于：所述驅(qū)動組件包括安裝在底座內(nèi)部的第一伺服電機以及第一伺服電機輸出端連接的驅(qū)動絲桿；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水凝膠拉伸力學性能測試設備，其特征在于：所述頂部裝夾組件包括固定在安裝盤上端中部的第二伺服電機、第二伺服電機輸出端貫穿安裝盤后連接的中間齒輪、安裝盤下端前后對稱活動連接的側(cè)邊齒輪、安裝盤底部前后滑接的夾板組件；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種水凝膠拉伸力學性能測試設備，其特征在于：所述夾板組件包括滑接于安裝盤底部前后設置的t形滑槽內(nèi)的t形滑接座、t形滑接座內(nèi)側(cè)固定的齒條、t形滑接座下端中部的凸板的內(nèi)壁固定的夾板以及夾板側(cè)邊固定的橡膠板；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水凝膠拉伸力學性能測試設備，其特征在于：所述底部裝夾組件包括底座上端中部設有的底部盤以及底部盤頂部通過拉力檢測模塊和鎖緊件連接的頂部座；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種水凝膠拉伸力學性能測試設備，其特征在于：所述拉力檢測模塊包括固定在頂部座下端中部的長桿、長桿底部固定的第一圓盤、長桿頂部貫穿的連接筒、底部盤頂部居中固定的圓臺、圓臺上端中部螺接固定的連接柱、連接柱頂部固定的第二圓盤套設在連接柱外側(cè)的底部蓋板、底部蓋板上端兩側(cè)固定的壓力傳感器；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種水凝膠拉伸力學性能測試設備，其特征在于：所述長桿上部兩側(cè)對稱設置有豎直凸起，豎直凸起滑接于頂起塊內(nèi)部。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種水凝膠拉伸力學性能測試設備，其特征在于：所述轉(zhuǎn)動夾爪上部內(nèi)壁通過連接板固定有圓筒，圓筒采用銷軸活動連接于頂部座兩側(cè)的內(nèi)凹槽中；

10.一種基于上述權(quán)利要求1-9任意一項所述的水凝膠拉伸力學性能測試設備的測試方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及水凝膠拉伸性能測試技術(shù)領域，且公開了一種水凝膠拉伸力學性能測試設備及方法，底座的上端后部設有升降限位架，升降限位架內(nèi)部滑接有拉伸升降座；拉伸升降座的前部安裝有用于對水凝膠上部進行裝夾的頂部裝夾組件，底座的上端中部設有位于頂部裝夾組件正下方的底部裝夾組件；本發(fā)明通過頂部裝夾組件和底部裝夾組件的設置，可實現(xiàn)對水凝膠的快速裝夾與釋放，有利于提高對水凝膠拉伸力學性能測試的效率；且均從水凝膠兩側(cè)同步并水平接觸的夾緊，保證夾緊處與水凝膠接觸面積大，能夠?qū)⑺z夾緊時又不會將水凝膠夾裂；在對水凝膠進行拉伸時，不會導致水凝膠傾斜，進而可保證對水凝膠進行拉伸測試結(jié)果的準確性。

技術(shù)研發(fā)人員：李繼軍,陳佳藝,姜愛峰,王順利,米紅林
受保護的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古工業(yè)大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6