CN105588758A - 一种钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法 - Google Patents

一种钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法 Download PDF

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熊玉竹
梅文杰
崔凌峰
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Abstract

本发明公开了一种钢丝绳涂覆材料拉伸性能实验方法，将钢丝绳涂覆材料制成规定厚度试样，用金属模块在压缩机上对试样的中部以规定应力值进行压缩试验，再对经压缩后的试样进行拉伸试验，记录局部拉伸强度、断裂伸长率等相关拉伸性能，作为钢丝绳涂覆材料选材依据之一，本发明所述实验方法简单可行，易于操作。

Description

一种钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法
技术领域
本发明涉及涂覆材料的实验方法，特别是一种钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法。
背景技术
钢丝绳一般直接暴露在阳光辐照、风雨、酸碱等露天环境中，很容易被腐蚀、老化而影响钢丝绳的使用寿命。常见的做法是在钢丝绳表面涂覆一层表面脂，这能减少钢丝绳在运输、储存及使用过程中的腐蚀破坏，还能减轻钢丝绳在使用过程中对表面钢丝的挤压磨损，延长钢丝绳的使用寿命。常见的涂覆材料有聚乙烯，聚丙烯、聚酰胺等。服役环境中的钢丝绳涂覆材料要受到强烈的挤压，仅按常规拉伸性能实验方法筛选出来的材料，未考虑强烈挤压对材料性能的直接影响，可能导致所选材料使用寿命短，且涂覆材料易发生不规则断裂等问题。因此，发明一种更适宜实际服役条件的钢丝绳涂覆材料拉伸性能实验方法具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法。本发明所述实验方法能作为选择出适合实际服役条件的钢丝绳涂覆材料的重要依据，且该实验方法操作方便，效率高。
本发明的技术方案：
一种钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法：将钢丝绳涂覆材料制成规定厚度试样，用金属模块在压缩机上对试样的中部以规定应力值进行压缩试验，再对经压缩后的试样进行拉伸试验，记录拉伸强度、断裂伸长率等相关拉伸性能，作为钢丝绳涂覆材料的选材依据之一。
前述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法中，所述规定厚度为0.5-5mm。
具体地说，前述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法中，所述规定厚度为0.8-2mm。
前述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法中，所述规定应力值是指压缩应力为0.1GPa-2.0GPa。
具体地说，前述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法中，所述规定应力值是指压缩应力为0.2GPa、0.4GPa、0.6GPa或0.8GPa。
前述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法中，所述压缩试验的压缩速率为：1-4mm/min。
具体地说，前述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法中，所述压缩试验的压缩速率为：2mm/min。
前述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法中，所述拉伸试验的拉伸速率为：10-80mm/min。
具体地说，前述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法中，所述拉伸试验的拉伸速率为：50mm/min。
本发明所述钢丝绳涂覆材料包括所有涂覆于钢丝绳上的材料。
具体地说，所述钢丝绳涂覆材料包括高分子材料及高分子基复合材料。
前述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法中，所述钢丝绳涂覆材料的选材依据之一为钢丝绳涂覆材料经过局部挤压后仍能表现出良好的拉伸性能。
发明人研究发现，钢丝绳在实际服役条件下，会与滑轮之间产生挤压接触应力，导致钢丝绳涂覆材料易产生应力集中，从而发生涂覆材料的不规则早期断裂。若只对涂覆材料进行常规拉伸性能实验，就不能正确评价挤压作用对涂覆材料使用过程影响，从而影响了钢丝绳涂覆材料的科学选择。
与现有常规拉伸实验方法相比，本发明所述检测方法通过测量经过局部挤压实验样条的拉伸性能，来评估钢丝绳涂覆材料在挤压条件下的抗拉伸破坏的能力，为钢丝绳涂覆材料科学选材提供依据。本发明所述实验方法简单、可行，易于操作，达到了发明目的。
发明人进行了相关的实验，以下是本发明所述实验方法的主要研究结果。
实验例1.检测方法研究
一、压缩对HDPE聚集态结构及力学性能的影响
1.实验结果
1.1压缩应力对HDPE聚集态结构的影响
由图1可以看出，随着压缩应力的增大，材料的结晶度减小。当压缩应力为0.2GPa时，材料结晶度相比未压缩状态迅速降低，试样聚集态结构急剧破坏。由图2至图6可以看出，随着压缩应力的增大，材料的晶型、结晶峰的强度和宽度等均发生明显变化。
1.2压缩应力对HDPE力学性能的影响
由图7可以看出，随着压缩应力增加，HDPE经压缩后的局部拉伸强度呈下降趋势。在试样压缩应力增加至0.2GPa时，局部拉伸强度的下降幅度最大。分析认为，压缩试样表现出的局部拉伸强度变化特征与材料聚集态结构的变化息息相关。HDPE的结晶度、晶粒尺寸在0.2Gpa压缩应力条件下均剧烈下降，从而导致材料的聚集态结构破坏，材料的拉伸强度明显降低。
2结论
随着压缩应力的增大，材料的结晶度减小，拉伸强度的下降。当压缩应力为0.2GPa时，试样的结晶度、晶粒尺寸均剧烈下降，从而导致材料的聚集态结构破坏，材料的拉伸强度明显降低。
二、压缩应力对HDPE及PP局部拉伸性能的影响
由图8可以看出，随着压缩应力的增加，PPHE，HDPE的局部拉伸性能均呈下降趋势，但HDPE拉伸破坏载荷的下降幅度要明显大于PP，由此可以说明，在经过压缩处理后，PP表现出了更好的抗拉性能。
附图说明
图1压缩应力对HDPE结晶度的影响图；
图2是HDPE在压缩应力0GPaXRD衍射峰图；
图3是HDPE在压缩应力0.2GPaXRD衍射峰图；
图4是HDPE在压缩应力0.4GPaXRD衍射峰图；
图5是HDPE在压缩应力0.6GPaXRD衍射峰图；
图6是HDPE在压缩应力0.8GPaXRD衍射峰图；
图7压缩应力对HDPE局部拉伸强度的影响图；
图8压缩应力对HDPE与PP局部拉伸强度影响对比图。
具体实施方式
实施例1：
一种钢丝绳涂覆材料拉伸性能实验方法，包括如下步骤：
1、试样的制备：将待测涂覆材料制成厚1mm的试样数块，备用；
2、取试样，用模块以2mm/min的压缩速率对试样的中部进行双向挤压实验，当压缩应力增加至0.2GPa时，停止挤压，将经压缩后的试样以50mm/min的速率对其进行双向拉伸实验，记录拉伸强度和断裂伸长率，重复测试5次取平均值作为检测结果；
3、取试样，用模块以2mm/min的压缩速率对试样的中部进行双向挤压实验，当压缩应力增加至0.4GPa时，停止挤压，将经压缩后的试样以50mm/min的速率对其进行双向拉伸实验，记录拉伸强度和断裂伸长率，重复测试5次取平均值作为检测结果；
4、取试样，用模块以2mm/min的压缩速率对试样的中部进行双向挤压实验，当压缩应力增加至0.6GPa时，停止挤压，将经压缩后的试样以50mm/min的速率对其进行双向拉伸实验，记录拉伸强度和断裂伸长率，重复测试5次取平均值作为检测结果；
5、取试样，用模块以2mm/min的压缩速率对试样的中部进行双向挤压实验，当压缩应力增加至0.8GPa时，停止挤压，将经压缩后的试样以50mm/min的速率对其进行双向拉伸实验，记录拉伸强度和断裂伸长率，重复测试5次取平均值作为检测结果；
6、根据步骤2-5的检测结果，选出经过局部挤压后仍能表现出良好拉伸性能的材料。
测试时，室内温度在23℃左右。

Claims (10)

1.一种钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法，其特征在于：将钢丝绳涂覆材料制成规定厚度试样，用金属模块在压缩机上对试样的中部以规定应力值进行压缩试验，再对经压缩后的试样进行拉伸试验，记录拉伸强度、断裂伸长率等相关拉伸性能，作为钢丝绳涂覆材料的选材依据之一。
2.根据权利要求1所述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法，其特征在于：所述规定厚度为0.5-5mm。
3.根据权利要求2所述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法，其特征在于：所述规定厚度为0.8-2mm。
4.根据权利要求1所述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法，其特征在于：所述规定应力值是指压缩应力为0.1GPa-2.0GPa。
5.根据权利要求4所述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法，其特征在于：所述规定应力值是指压缩应力为0.2GPa、0.4GPa、0.6GPa或0.8GPa。
6.根据权利要求1所述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法，其特征在于：所述压缩试验的压缩速率为：1-4mm/min；所述拉伸试验的拉伸速率为：10-80mm/min。
7.根据权利要求6所述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法，其特征在于：所述压缩试验的压缩速率为：2mm/min；所述拉伸试验的拉伸速率为：50mm/min。
8.根据权利要求1所述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法，其特征在于：所述钢丝绳涂覆材料包括所有涂覆于钢丝绳上的材料。
9.根据权利要求8所述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法，其特征在于：所述钢丝绳涂覆材料包括高分子材料及高分子基复合材料。
10.根据权利要求1所述的钢丝绳涂覆材料拉伸性能的实验方法，其特征在于：所述钢丝绳涂覆材料的选材依据之一为钢丝绳涂覆材料经过局部挤压后仍能表现出良好的拉伸性能。
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