CN103364262B - 一种聚合物环境应力开裂实验组合装置 - Google Patents

一种聚合物环境应力开裂实验组合装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚合物环境应力开裂实验组合装置,它分为四点弯曲蠕变实验装置和四点弯曲应力松弛实验装置两种加载装置,其中所述的四点弯曲蠕变实验装置包含底座,该底座的一侧安装有横载荷装置支架,其另外一侧安装有固定支架,所述固定支架的上顶面水平安装有顶板,该顶板的上面固定有环境箱,所述环境箱的底面与顶板分别开设有同心的摄像孔,该环境箱的底面上固定安装有下压头,所述下压头上设有上压头,该上压头的上端固定有压力传感器。本发明结构简单,使用方便,能够精确的测算到液体介质环境下,四点弯曲蠕变和应力松弛实验的各项数据,且加工制造成本低廉,利于在该领域内的进一步推广。

Description

一种聚合物环境应力开裂实验组合装置
技术领域
[0001]本发明涉及实验用具加工制造领域,具体涉及一种聚合物环境应力开裂实验组合
目.0
背景技术
[0002]环境应力开裂(ESC)是指聚合物在化学介质(溶剂或表面活性物质)中暴露和低于屈服强度的应力共同作用下,发生的脆性开裂破坏现象。ESC是导致塑料制品服役失效的主要原因之一(约占30%),针对ESC影响因素和失效机理开展相关的实验研究对于提升制品耐环境应力开裂性、发展制品质量诊断手段,具有重要意义。目前,针对塑料制品的ESC实验,尚缺乏专用的在密闭溶剂环境下的力学加载实验装置。
发明内容
[0003]本发明目的是提供检测聚合物环境应力开裂的一种实验组合装置,它能有效地检测和解决背景技术中所存在的问题。
[0004] 一种聚合物环境应力开裂实验组合装置,它分为一种聚合物环境应力开裂实验组合装置和四点弯曲应力松弛实验装置两种加载装置。
[0005] —种聚合物环境应力开裂实验组合装置,它包含底座I,该底座I的一侧安装有横载荷装置支架2,其另外一侧安装有固定支架3,所述固定支架3的上顶面水平安装有顶板4,该顶板4的上面固定有环境箱5,所述环境箱5的底面与顶板4分别开设有同心的摄像孔,该环境箱5的底面上固定安装有下压头6,所述下压头6上设有上压头7,该上压头7的上端固定有压力传感器8,所述压力传感器8的上端固定有压柱9,所述压柱9的上端穿过环境箱5并通过滚轴与挂环10相连,所述的压柱9与环境箱5安装有压柱套筒11,该压柱套筒11的内径贴合压柱9的外径抽拉配合,其一侧开设有排线孔24,所述的压力传感器8的输出端与动态应变仪12相连,该动态应变仪12另外一侧的输入端与位移传感器13相连,所述的位移传感器13安装在环境箱5上并与压柱9接触,所述动态应变仪12的输出端与数据分析器14的输入端相连,所述数据分析器14的输出端与pc电脑15相连,所述的固定支架3内设有摄像记录设备,所述的摄像记录设备包含固定在底座I上的水平调位板16,所述的水平调位板16的一侧安装有垂直调位板17,该垂直调位板17上安装有相机18,所述相机18的摄像头与顶板4和环境箱5上的摄像孔相对应,所述横载荷装置支架2的上端通过销钉19与平衡杆20转动连接,所述的平衡杆20的一端向外延伸出平衡丝杆21,该平衡丝杆21上设有与其旋接配合的平衡块22,所述平衡杆20的另一端穿过挂环10,并在其端部通过吊绳与砝码盘23相连。
[0006]所述的环境箱5为角钢51相互焊接所围成的长方体矩形结构,其上顶面和下底面上分别焊接有不锈钢板52,其周围密封固定有侧板53,所述环境箱5—侧的侧板53的上部设有开口,所述的侧板53采用透明材料制作而成。
[0007]所述的上压头7为铝材制作而成。
[0008]四点弯曲应力松弛实验装置,它包含底座25,该底座25的上面安装有固定支架26,所述固定支架26的上顶面水平安装有顶板27,该顶板27的上面固定有环境箱28,所述环境箱28的上面固定有槽型支架34,所述环境箱28的底面与顶板27分别开设有同心的摄像孔,该环境箱28的底面上固定安装有下压头29,所述下压头29上设有上压头30,该上压头30的上端固定有压力传感器31,所述压力传感器31的上端固定有压柱32,所述压柱32的上端穿过环境箱28延伸至槽型支架34内,并通过垂直限位装置与丝杆35接触,所述的丝杆35的另一端穿过槽型支架34与手柄36固定连接,所述的压柱32上安装有位移传感器37,所述的位移传感器37和压力传感器31的数据输出端与动态应变仪38的数据输入端相连,所述动态应变仪38的数据输出端与数据分析仪39的数据输入端相连,所述数据分析仪39的数据输出端与pc电脑40的数据输入端相连,所述的压柱32与环境箱28之间安装有压柱套筒41,该压柱套筒41的内径贴合压柱32的外径抽拉配合,其一侧的环境箱28开设有排线孔42,该排线孔42位于槽型支架34内,所述固定支架26内设有摄像记录设备,所述的摄像记录设备包含固定在底座25上的水平调位板43,所述的水平调位板43的一侧安装有垂直调位板44,该垂直调位板44上安装有相机45,所述相机45的摄像头与顶板27和环境箱28上的摄像孔相对应。
[0009]所述的环境箱28为角钢281相互焊接所围成的长方体矩形结构,其上顶面和下底面上分别焊接有不锈钢板282,其周围密封固定有侧板283,所述环境箱28—侧的侧板283的上部设有开口,所述的侧板283采用透明材料制作而成。
[0010]所述的垂直限位装置包含套筒46,该套筒46整体为中空的管状结构,其上端固定在槽型支架34的上端,其内管中设有与其活塞状配合的滑块47,所述滑块47的外圆面上固定有限位销钉48,所述套筒46的外圆面向内轴向开设有限位槽,该限位槽与限位销钉48紧密滑动配合。
[0011]由于采用了以上技术方案,本发明具有以下有益效果:结构简单,使用方便,能够精确的测算到液体介质环境下四点弯曲蠕变和应力松弛实验的各项数据,且加工制造成本低廉,利于在该领域内的进一步推广。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本发明,下面将结合附图对实施例作简单的介绍。
[0013]图1是本发明中一种聚合物环境应力开裂实验组合装置的结构示意图;
[0014]图2是图1中环境箱的局部结构不意图;
[0015]图3是本发明中四点弯曲应力松弛实验装置的结构示意图;
[0016]图4是图3的局部结构示意图;
[0017]图5是图3中环境箱的局部结构不意图。
具体实施方式
[0018]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0019]本具体实施方式分为一种聚合物环境应力开裂实验组合装置和四点弯曲应力松弛实验装置两种加载装置。
[0020]参看图1,一种聚合物环境应力开裂实验组合装置,它包含底座I,该底座I的一侧安装有横载荷装置支架2,其另外一侧安装有固定支架3,所述固定支架3的上顶面水平安装有顶板4,该顶板4的上面固定有环境箱5,所述环境箱5的底面与顶板4分别开设有同心的摄像孔,该环境箱5的底面上固定安装有下压头6,所述下压头6上设有上压头7,该上压头7的上端固定有压力传感器8,所述压力传感器8的上端固定有压柱9,所述压柱9的上端穿过环境箱5并通过滚轴与挂环10相连,所述的压柱9与环境箱5安装有压柱套筒11,该压柱套筒11的内径贴合压柱9的外径抽拉配合,其一侧开设有排线孔24,所述的压力传感器8的输出端与动态应变仪12相连,该动态应变仪12另外一侧的输入端与位移传感器13相连,所述的位移传感器13安装在环境箱5上并与压柱9接触,所述动态应变仪12的输出端与数据分析器14的输入端相连,所述数据分析器14的输出端与pc电脑15相连,所述的固定支架3内设有摄像记录设备,所述的摄像记录设备包含固定在底座I上的水平调位板16,所述的水平调位板16的一侧安装有垂直调位板17,该垂直调位板17上安装有相机18,所述相机18的摄像头与顶板4和环境箱5上的摄像孔相对应,所述横载荷装置支架2的上端通过销钉19与平衡杆20转动连接,所述的平衡杆20的一端向外延伸出平衡丝杆21,该平衡丝杆21上设有与其旋接配合的平衡块22,所述平衡杆20的另一端穿过挂环10,并在其端部通过吊绳与砝码盘23相连。
[0021]参看图2,所述的环境箱5为角钢51相互焊接所围成的长方体矩形结构,其上顶面和下底面上分别焊接有不锈钢板52,其周围密封固定有侧板53,所述环境箱5—侧的侧板53的上部设有开口,所述的侧板53采用透明材料制作而成。
[0022]所述的上压头7为铝材制作而成。
[0023]参看图3,四点弯曲应力松弛实验装置,它包含底座25,该底座25的上面安装有固定支架26,所述固定支架26的上顶面水平安装有顶板27,该顶板27的上面固定有环境箱28,所述环境箱28的上面固定有槽型支架34,所述环境箱28的底面与顶板27分别开设有同心的摄像孔,该环境箱28的底面上固定安装有下压头29,所述下压头29上设有上压头30,该上压头30的上端固定有压力传感器31,所述压力传感器31的上端固定有压柱32,所述压柱32的上端穿过环境箱28延伸至槽型支架34内,并通过垂直限位装置与丝杆35接触,所述的丝杆35的另一端穿过槽型支架34与手柄36固定连接,所述的压柱32上安装有位移传感器37,所述的位移传感器37和压力传感器31的数据输出端与动态应变仪38的数据输入端相连,所述动态应变仪38的数据输出端与数据分析仪39的数据输入端相连,所述数据分析仪39的数据输出端与pc电脑40的数据输入端相连,所述的压柱32与环境箱28之间安装有压柱套筒41,该压柱套筒41的内径贴合压柱32的外径抽拉配合,其一侧的环境箱28开设有排线孔42,该排线孔42位于槽型支架34内,所述固定支架26内设有摄像记录设备,所述的摄像记录设备包含固定在底座25上的水平调位板43,所述的水平调位板43的一侧安装有垂直调位板44,该垂直调位板44上安装有相机45,所述相机45的摄像头与顶板27和环境箱28上的摄像孔相对应。
[0024]参看图5,所述的环境箱28为角钢281相互焊接所围成的长方体矩形结构,其上顶面和下底面上分别焊接有不锈钢板282,其周围密封固定有侧板283,所述环境箱28—侧的侧板283的上部设有开口,所述的侧板283采用透明材料制作而成。
[0025]参看图4,所述的垂直限位装置包含套筒46,该套筒46整体为中空的管状结构,其上端固定在槽型支架34的上端,其内管中设有与其活塞状配合的滑块47,所述滑块47的上端面顶在丝杆35的下底面,其下端与压柱32固定成一体,所述滑块47的外圆面上固定有限位销钉48,所述套筒46的外圆面向内轴向开设有限位槽,该限位槽与限位销钉48紧密滑动配合。
[0026] 实施例1
[0027]在一种聚合物环境应力开裂实验组合装置的环境箱5中注入溶剂,将试样a放在下压头6上,并调节上压头7使其顶在试样a上,然后将位移传感器13调至归零,打开相机18便于实时观测和记录,接着在砝码盘23上加入砝码,砝码的重量通过平衡杆20传送到压力传感器8,压力传感器8将测到的重量数值经过动态应变仪12和数据分析器14反馈到pc电脑15上,并确保对试样a施加压力的恒定,通过位移传感器13收集应变数据,当试样a出现多条裂纹时,即可停止实验,为了实验数据的准确性,可换掉试样a,重复实验几次,从而取得准确的平均值。
[0028] 实施例2
[0029]在四点弯曲应力松弛实验装置的环境箱28中注入溶剂,将试样b放在下压头29上,并调节上压头30使其顶在试样a上,然后将位移传感器37调至归零,打开相机45便于实时观测和记录,接着转动手柄36通过丝杆35对滑块47施压,滑块47将丝杆35的螺旋压力转化成垂直向下的轴向压力,压柱32将轴向压力通过压力传感器31传到上压头30上,同时压力传感器31将测到的重量数值经过动态应变仪38和数据分析器39反馈到pc电脑40上,并确保对试样b施加压力的恒定,通过位移传感器37收集应变数据,当试样b出现多条裂纹时,即可停止实验,为了实验数据的准确性,可换掉试样b,重复实验几次,从而取得准确的平均值。
[0030]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种聚合物环境应力开裂实验组合装置,其特征在于它包含底座(I),该底座(I)的一侧安装有横载荷装置支架(2),其另外一侧安装有固定支架(3),所述固定支架(3)的上顶面水平安装有顶板(4),该顶板(4)的上面固定有环境箱(5),所述环境箱(5)的底面与顶板(4)分别开设有同心的摄像孔,该环境箱(5)的底面上固定安装有下压头(6),所述下压头(6)上设有上压头(7),该上压头(7)的上端固定有压力传感器(8),所述压力传感器(8)的上端固定有压柱(9),所述压柱(9)的上端穿过环境箱(5)并通过滚轴与挂环(10)相连,所述的压柱(9)与环境箱(5)安装有压柱套筒(11),该压柱套筒(11)的内径贴合压柱(9)的外径抽拉配合,其一侧开设有排线孔(24),所述的压力传感器(8)的输出端与动态应变仪(12)相连,该动态应变仪(12)另外一侧的输入端与位移传感器(13)相连,所述的位移传感器(13)安装在环境箱(5)上并与压柱(9)接触,所述动态应变仪(12)的输出端与数据分析器(14)的输入端相连,所述数据分析器(14)的输出端与pc电脑(15)相连,所述的固定支架(3)内设有摄像记录设备,所述的摄像记录设备包含固定在底座(I)上的水平调位板(16),所述的水平调位板(16)的一侧安装有垂直调位板(17),该垂直调位板(17)上安装有相机(18),所述相机(18)的摄像头与顶板(4)和环境箱(5)上的摄像孔相对应,所述横载荷装置支架(2)的上端通过销钉(19)与平衡杆(20)转动连接,所述的平衡杆(20)的一端向外延伸出平衡丝杆(21),该平衡丝杆(21)上设有与其旋接配合的平衡块(22),所述平衡杆(20)的另一端穿过挂环(10),并在其端部通过吊绳与砝码盘(23)相连,所述的环境箱(5)为角钢(51)相互焊接所围成的长方体矩形结构,其上顶面和下底面上分别焊接有不锈钢板(52),其周围密封固定有侧板(53),所述环境箱(5)—侧的侧板(53)的上部设有开口,所述的侧板(53)采用透明材料制作而成,所述的上压头(7)为铝材制作而成。
2.—种四点弯曲应力松弛实验装置,其特征在于它包含底座(25),该底座(25)的上面安装有固定支架(26),所述固定支架(26)的上顶面水平安装有顶板(27),该顶板(27)的上面固定有环境箱(28),所述环境箱(28)的上面固定有槽型支架(34),所述环境箱(28)的底面与顶板(27)分别开设有同心的摄像孔,该环境箱(28)的底面上固定安装有下压头(29),所述下压头(29)上设有上压头(30),该上压头(30)的上端固定有压力传感器(31),所述压力传感器(31)的上端固定有压柱(32),所述压柱(32)的上端穿过环境箱(28)延伸至槽型支架(34)内,并通过垂直限位装置与丝杆(35)接触,所述的丝杆(35)的另一端穿过槽型支架(34)与手柄(36)固定连接,所述的压柱(32)上安装有位移传感器(37),所述的位移传感器(37)和压力传感器(31)的数据输出端与动态应变仪(38)的数据输入端相连,所述动态应变仪(38)的数据输出端与数据分析仪(39)的数据输入端相连,所述数据分析仪(39)的数据输出端与Pc电脑(40)的数据输入端相连,所述的压柱(32)与环境箱(28)之间安装有压柱套筒(41),该压柱套筒(41)的内径贴合压柱(32)的外径抽拉配合,其一侧的环境箱(28)开设有排线孔(42),该排线孔(42)位于槽型支架(34)内,所述固定支架(26)内设有摄像记录设备,所述的摄像记录设备包含固定在底座(25)上的水平调位板(43),所述的水平调位板(43)的一侧安装有垂直调位板(44),该垂直调位板(44)上安装有相机(45),所述相机(45)的摄像头与顶板(27)和环境箱(28)上的摄像孔相对应,所述的环境箱(28)为角钢(281)相互焊接所围成的长方体矩形结构,其上顶面和下底面上分别焊接有不锈钢板(282),其周围密封固定有侧板(283),所述环境箱(28)—侧的侧板(283)的上部设有开口,所述的侧板(283)采用透明材料制作而成,所述的垂直限位装置包含套筒(46),该套筒(46)整体为中空的管状结构,其上端固定在槽型支架(34)的上端,其内管中设有与其活塞状配合的滑块(47),所述滑块(47)的外圆面上固定有限位销钉(48),所述套筒(46)的外圆面向内轴向开设有限位槽,该限位槽与限位销钉(48)紧密滑动配合。
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