CN103149329A - 一种多因素耦合加速老化实验装置 - Google Patents

一种多因素耦合加速老化实验装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多因素耦合加速老化实验装置，属于老化实验装置技术领域。本发明所述第一夹具和第二夹具相互对应，上部支架的下端固定在湿热老化箱上部的外壁上，上部支架的上端固定有第一液压缸，侧面支架的一端固定在湿热老化箱侧面的外壁上，侧面支架的另一端固定有第二液压缸，第一微调套筒的外表面上固定有第一微调手柄，第二微调套筒的外表面上固定有第二微调手柄，紫外灯固定在湿热老化箱内。本发明湿热老化箱提供湿热老化条件；通过紫外灯提供光老化条件；通过液压缸施加的拉伸、压缩和弯曲应力，可同时研究湿热、光、动静压缩拉伸应力、动静弯曲应力共同耦合下的复合材料的加速老化情况。

Description

一种多因素耦合加速老化实验装置
技术领域
本发明涉及一种多因素耦合加速老化实验装置，属于老化实验装置技术领域。
背景技术
目前已有不少针对纤维/树脂复合材料界面老化方面的研究，多数是针对其在湿热、光氧单一条件下的老化情况的研究，而鲜有针对机械应力对界面老化影响的研究，更是缺乏机械应力-湿热耦合下的加速老化情况研究。正是因为机械应力对界面老化影响的研究比较少，所以缺乏简单可易操作的仪器实现在湿热条件下探讨机械应力对界面老化影响。到目前为止仅有一篇关于湿热拉伸应力耦合作用下的老化实验装置方面专利，该专利只是通过杠杆原理简单实现对试件进行拉伸应力的施加，并未涉及多应力耦合作用的研究，并且施加的仅仅是静态的作用力。因而涉及一套材料的多因素耦合加速老化设备用来评估其使用寿命具有很大的实际意义，并且对于合理、有效地使用复合材料也是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即只是通过杠杆原理简单实现对试件进行拉伸应力的施加，并未涉及多应力耦合作用的研究，并且施加的仅仅是静态的作用力。进而提供一种多因素耦合加速老化实验装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种多因素耦合加速老化实验装置，包括：湿热老化箱、第一滚动支架、紫外灯、第二滚动支架、滑轨、拉力传感器、第二夹具、上部支架、第一微调手柄、第一液压缸、第一微调套筒、加压杆、第一夹具，拉杆、侧面支架、第二微调手柄、第二液压缸和第二微调套筒，所述滑轨固定在湿热老化箱内的底部，第一滚动支架和第二滚动支架设置在湿热老化箱内的滑轨上，第一夹具固定在第一滚动支架的上端，第二夹具固定在第二滚动支架的上端，第一夹具和第二夹具相互对应，拉力传感器固定在湿热老化箱的内壁上，第二夹具的后端与拉力传感器相连接，上部支架的下端固定在湿热老化箱上部的外壁上，上部支架的上端固定有第一液压缸，第一微调套筒的上端与第一液压缸的液压杆螺纹连接，第一微调套筒的下端与加压杆的上端螺纹连接，第一微调套筒两端的内螺纹互为相反，侧面支架的一端固定在湿热老化箱侧面的外壁上，侧面支架的另一端固定有第二液压缸，第二微调套筒的一端与第二液压缸的液压杆螺纹连接，第二微调套筒的另一端与拉杆的一端螺纹连接，第二微调套筒两端的内螺纹互为相反，拉杆的另一端与第一夹具相连接，第一微调套筒的外表面上固定有第一微调手柄，第二微调套筒的外表面上固定有第二微调手柄，紫外灯固定在湿热老化箱内。
由上述提供的技术方案可以看出，本发明公开了一种多因素耦合加速老化试验装置，湿热老化箱提供湿热老化条件；通过紫外灯提供光老化条件；通过液压缸施加的拉伸、压缩和弯曲应力，实现了动态应力的加载；通过微调套筒，实现对试件施加静态拉伸、压缩和弯曲应力。本多因素耦合加速老化试验装置，可同时研究湿热、光、动静压缩拉伸应力、动静弯曲应力共同耦合下的复合材料的加速老化情况。本发明的多因素耦合加速老化试验装置，解决了现有静态、单一应力因素老化设备上的缺陷，实现了静动态结合，湿热、光、拉伸压缩、弯曲应力耦合下的加速老化试验。本发明可以用于复合材料的老化试验，还可用于金属材料、非金属材料和高分子材料等材料的老化试验。
 
附图说明
图1为本发明一种多因素耦合加速老化实验装置的整体结构示意图；
图2为第一微调套筒12与第一液压缸10的液压杆11和加压杆13的连接结构示意图（也是第二微调套筒21与拉杆16和第二液压缸20的液压杆19的连接结构示意图）；
图3是第一夹具15或第二夹具7的结构示意图；
图4是图3中的A处放大图。
图中的附图标记14是试件。
 
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。 
如图1和图2所示，本实施例所提供的一种多因素耦合加速老化实验装置，包括：湿热老化箱1、第一滚动支架2、紫外灯3、第二滚动支架4、滑轨5、拉力传感器6、第二夹具7、上部支架8、第一微调手柄9、第一液压缸10、第一微调套筒12、加压杆13、第一夹具15，拉杆16、侧面支架17、第二微调手柄18、第二液压缸20和第二微调套筒21，所述滑轨5固定在湿热老化箱1内的底部，第一滚动支架2和第二滚动支架4设置在湿热老化箱1内的滑轨5上，第一夹具15固定在第一滚动支架2的上端，第二夹具7固定在第二滚动支架4的上端，第一夹具15和第二夹具7相互对应，拉力传感器6固定在湿热老化箱1的内壁上，第二夹具7的后端与拉力传感器6相连接，上部支架8的下端固定在湿热老化箱1上部的外壁上，上部支架8的上端固定有第一液压缸10，第一微调套筒12的上端与第一液压缸10的液压杆11螺纹连接，第一微调套筒12的下端与加压杆13的上端螺纹连接，第一微调套筒12两端的内螺纹互为相反，侧面支架17的一端固定在湿热老化箱1侧面的外壁上，侧面支架17的另一端固定有第二液压缸20，第二微调套筒21的一端与第二液压缸20的液压杆19螺纹连接，第二微调套筒21的另一端与拉杆16的一端螺纹连接，第二微调套筒21两端的内螺纹互为相反，拉杆16的另一端与第一夹具15相连接，第一微调套筒12的外表面上固定有第一微调手柄9，第二微调套筒21的外表面上固定有第二微调手柄18，紫外灯3固定在湿热老化箱1内。
如图3和图4所示，所述的第一夹具15或第二夹具7包括外壳30、内六角螺栓31、压盖32、滑道33、上齿连接件34、上齿35、下齿36、下齿连接件37和弹簧圈38，滑道33固定在外壳30内的顶部，上齿连接件34设置在滑道33内，内六角螺栓31与外壳30的上壁螺纹连接，内六角螺栓31的下端卡有弹簧圈38，内六角螺栓31的下端连同弹簧圈38设置在上齿连接件34上部的凹槽39内，凹槽39的上部设有压盖32，上齿连接件34的下端固定有上齿35，下齿连接件37固定在外壳30内的底部，下齿连接件37上固定有下齿36，上齿35和下齿36上下对应。
所述的第一夹具15和第二夹具7的外壳30内分别设有十个上齿35和下齿36，可以同时进行十个或十个以内试样的老化试验。
所述的湿热老化箱1内设置的温度范围在-50~300℃之间，湿度范围在5~100%之间。
所述紫外灯3的功率范围在1~100W，紫外灯的波长范围在220nm~400nm。
所述拉力传感器6的精度为1/1000。
所述的试件14是单层板、层合板等复合材料。
所述的第一夹具15和第二夹具7的下端连接有第一滚动支架2和第二滚动支架4，在给试件施加压缩、拉伸应力时可以在滑道上滑行，从而避免第一夹具15和第二夹具7在受力时发生扭曲而导致受力不均。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多因素耦合加速老化实验装置，其特征在于，包括：湿热老化箱、第一滚动支架、紫外灯、第二滚动支架、滑轨、拉力传感器、第二夹具、上部支架、第一微调手柄、第一液压缸、第一微调套筒、加压杆、第一夹具，拉杆、侧面支架、第二微调手柄、第二液压缸和第二微调套筒，所述滑轨固定在湿热老化箱内的底部，第一滚动支架和第二滚动支架设置在湿热老化箱内的滑轨上，第一夹具固定在第一滚动支架的上端，第二夹具固定在第二滚动支架的上端，第一夹具和第二夹具相互对应，拉力传感器固定在湿热老化箱的内壁上，第二夹具的后端与拉力传感器相连接，上部支架的下端固定在湿热老化箱上部的外壁上，上部支架的上端固定有第一液压缸，第一微调套筒的上端与第一液压缸的液压杆螺纹连接，第一微调套筒的下端与加压杆的上端螺纹连接，第一微调套筒两端的内螺纹互为相反，侧面支架的一端固定在湿热老化箱侧面的外壁上，侧面支架的另一端固定有第二液压缸，第二微调套筒的一端与第二液压缸的液压杆螺纹连接，第二微调套筒的另一端与拉杆的一端螺纹连接，第二微调套筒两端的内螺纹互为相反，拉杆的另一端与第一夹具相连接，第一微调套筒的外表面上固定有第一微调手柄，第二微调套筒的外表面上固定有第二微调手柄，紫外灯固定在湿热老化箱内。
2.根据权利要求1所述的多因素耦合加速老化实验装置，其特征在于，所述的第一夹具或第二夹具包括外壳、内六角螺栓、压盖、滑道、上齿连接件、上齿、下齿、下齿连接件和弹簧圈，滑道固定在外壳内的顶部，上齿连接件设置在滑道内，内六角螺栓与外壳的上壁螺纹连接，内六角螺栓的下端卡有弹簧圈，内六角螺栓的下端连同弹簧圈设置在上齿连接件上部的凹槽内，凹槽的上部设有压盖，上齿连接件的下端固定有上齿，下齿连接件固定在外壳内的底部，下齿连接件上固定有下齿，上齿和下齿上下对应。
3.根据权利要求2所述的多因素耦合加速老化实验装置，其特征在于，所述的第一夹具和第二夹具的外壳内分别设有十个上齿和下齿。
4.根据权利要求3所述的多因素耦合加速老化实验装置，其特征在于，所述的湿热老化箱内设置的温度范围在-50~300℃之间，湿度范围在5~100%之间。
5.根据权利要求4所述的多因素耦合加速老化实验装置，其特征在于，所述紫外灯的功率范围在1~100W，紫外灯的波长范围在220nm~400nm。
6.根据权利要求5所述的多因素耦合加速老化实验装置，其特征在于，所述拉力传感器的精度为1/1000。
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