CN105784487A - 一种薄膜材料的拉伸试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄膜材料的拉伸试验装置，所述试验装置包括试验前处对试件进行前处理的前处理装置，所述前处理装置包括用于放置试件的底座、用于将所述试件固定在所述底座上的固定块、分别与所述底座相配合用于对所述试件进行划线处理的划线窗口和用于对所述试件进行喷斑处理的喷斑窗口，所述试验装置还包括试验中用于夹持所述试件并进行测试的测试装置。该薄膜材料的拉伸试验装置结构简单，通过前处理装置的设置可使试件在前处理工序中保持笔直，避免卷曲变形等，以提高前处理的质量，同时可提高前处理的工作效率；通过测试装置的设置可对试件进行夹持，可保证试样不受偏载，保证测试结果的精确性。

Description

一种薄膜材料的拉伸试验装置
技术领域
本发明涉及材料力学性能测试与表征技术领域，具体涉及一种薄膜材料的拉伸试验装置。
背景技术
材料的拉伸试验中，为了获取材料在拉伸过程中的应变、位移等数据，需要对试件主要测量部位进行画标距线、喷斑的处理。对于金属材料、高分子材料等的拉伸试验，试件的厚度一般介于1mm到3mm之间，在画线、喷斑和标距线测量的过程中试件本身可以保持笔直。而对于薄膜材料，厚度通常在20到30微米之间，试件无法保持自身笔直，这对试件的前处理（画线、喷斑和标距线测量）都造成了困难。此外，由于试件过薄，原本适用于常规材料拉伸的夹具无法有效夹持薄膜试件，适用常规材料拉伸的力传感器（kN量级）也无法满足薄膜材料拉伸过程中载荷的测量（10N量级）。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的问题，提供一种薄膜材料的拉伸试验装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种薄膜材料的拉伸试验装置，所述试验装置包括试验前处对试件进行前处理的前处理装置，所述前处理装置包括用于放置试件的底座、用于将所述试件固定在所述底座上的固定块、分别与所述底座相配合用于对所述试件进行划线处理的划线窗口和用于对所述试件进行喷斑处理的喷斑窗口，所述试验装置还包括试验中用于夹持所述试件并进行测试的测试装置。
优选地，所述底座上设有多个用于容纳所述试件的容纳槽，多个所述容纳槽沿所述底座的长度延伸方向间隔设置。
优选地，所述底座上还设有用于对所述划线窗口和所述喷斑窗口进行限位的限位槽，当对所述试件进行划线处理时，所述划线窗口卡设在所述限位槽中，当对所述试件进行喷斑处理时，所述喷斑窗口卡设在所述限位槽中。
优选地，所述划线窗口的内侧边缘从上向下从内向外倾斜设置。
优选地，所述喷斑窗口的内侧边缘从上向下从内向外倾斜设置。
优选地，所述测试装置包括用于与拉伸试验机的加载端相固定连接的第一夹板、用于与所述拉伸试验机的固定端相固定连接的第二夹板，所述试件的两端部分别固定连接在所述第一夹板和所述第二夹板上，所述测试装置还包括用于测试试验过程中拉伸载荷的载荷测量装置，所述载荷测量装置采用应变片式载荷测量装置。
进一步地，所述第二夹板包括用于夹持所述试件的夹持部、与所述拉伸试验机的固定端相固定连接的固定部和用于放置所述载荷测量装置的测试部，所述测试部位于所述夹持部与所述固定部之间，且所述测试部的厚度小于所述固定部和所述夹持部的厚度。
再进一步地，所述第一夹板上和所述第二夹板的所述夹持部上分别设有定位槽，所述试件的两端部分别设置在所述定位槽中。
更进一步地，所述测试装置还包括用于将所述试件的两端部夹紧在所述第一夹板和所述第二夹板上的固定夹片，所述固定夹片与所述定位槽相配合。
更进一步地，所述测试装置还包括用于方便将所述试件安装在所述第一夹板和所述第二夹板上以及方便将所述测试装置安装在所述拉伸试验机上的定位板，所述定位板的两端部分别与所述第一夹板和所述第二夹板相配合，所述定位板中部的一端面、所述第一夹板上所述定位槽的槽底所在平面、所述第二夹板上所述定位槽的槽底所在平面三者位于同一平面内。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的薄膜材料的拉伸试验装置结构简单，通过前处理装置的设置可使试件在前处理工序中保持笔直，避免卷曲变形等，以提高前处理的质量，同时可提高前处理的工作效率；通过测试装置的设置可对试件进行夹持，可保证试样不受偏载，保证测试结果的精确性。
附图说明
附图1为本发明的薄膜材料的拉伸试验装置的前处理装置的结构示意图之一（划线处理时）；
附图2为本发明的薄膜材料的拉伸试验装置的前处理装置的结构示意图之二（喷斑处理时）；
附图3为本发明的薄膜材料的拉伸试验装置中底座的结构示意图；
附图4为本发明的薄膜材料的拉伸试验装置中划线窗口的主视图；
附图5为附图4中沿A-A线的剖视图；
附图6为本发明的薄膜材料的拉伸试验装置中喷斑窗口的主视图；
附图7为附图6中沿A-A线的剖视图；
附图8为本发明的薄膜材料的拉伸试验装置的测试装置的结构示意图；
附图9为本发明的薄膜材料的拉伸试验装置中第一夹板的结构示意图；
附图10为本发明的薄膜材料的拉伸试验装置中第二夹板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
本发明的薄膜材料的拉伸试验装置包括试验前对试件100进行前处理如划线、喷斑等的前处理装置1、用于对经前处理工序后的试件100进行夹持并进行测试的测试装置2。
如图1和图2所示，前处理装置1包括用于放置试件100的底座11、用于将试件100固定在底座11上的固定块12、用于对试件100进行划线处理的划线窗口13和用于对试件100进行喷斑处理的喷斑窗口14。
如图3所示，底座11上设有容纳试件100的容纳槽11a，试件100放置在容纳槽11a中后通过固定块12定位，固定块12分别压设在试件100的两个端部，以防止试件100发生卷曲或者在划线过程中产生意外滑动。容纳槽11a设有多个，多个容纳槽11a沿底座11的长度延伸方向间隔设置，以便于对多个试件100同时进行划线和喷斑等前处理操作，以实现试件100的批量前处理，从而提高前处理的工作效率。在底座11上还设有用于对划线窗口13和喷斑窗口14进行定位的限位槽11b，限位槽11b分别与划线窗口13和喷斑窗口14相配合，在对试件100进行划线处理时，将划线窗口13卡设在限位槽11b中，即可用笔沿着划线窗口13的内侧边缘在试件100上画标距线。划线完成后进行喷斑处理时，将划线窗口13从限位槽11b中取出再将喷斑窗口14卡设在限位槽11b中，即可进行喷斑处理操作。
通过划线窗口13的设置，可准确定位标距段，从而在试件100上划标距线。在对试件100进行划线处理时，为了能更好地容纳笔头进行划线，保证划线质量，划线窗口13的内侧边缘从下向上从内向外倾斜设置，如图4和图5所示。
通过喷斑窗口14的设置，可准确定位喷斑段，从而方便喷斑。在对试件100进行喷斑处理时，为避免因喷射角度造成部分喷雾被喷斑窗口14的框架阻挡，喷斑窗口14的内侧边缘从下向上从内向外倾斜设置，如图6和图7所示。
上述对于方向的定义为：以划线窗口13和喷斑窗口14放置在底座11上后的方向来定义，底座11位于下方，划线窗口13和喷斑窗口14位于上方。
该测试装置2可与拉伸试验机配合使用，如图8所示，测试装置2包括用于与拉伸试验机的加载端相固定连接的第一夹板21、用于与拉伸试验机的固定端相固定连接的第二夹板22，试件100的两端部分别固定连接在第一夹板21和第二夹板22上。
如图9所示，第一夹板21包括用于与拉伸试验机的加载端相固定连接的固定部211和用于夹持试件100的一端部的夹持部212，在夹持部212上设有用于容纳试件100的一端部的定位槽212a。
如图10所示，第二夹板22包括用于与拉伸试验机的固定端相固定连接的固定部221和用于夹持试件100的另一端部的夹持部222，在夹持部222上设有容纳试件100的另一端部的定位槽222a。
测试装置2还包括用于测试试验过程中拉伸载荷的载荷测量装置，本实施例中，载荷测量装置采用应变片式载荷测量装置，且设置在第二夹板22上，从而使得测力区域更加靠近试件100，并可有效降低试件100在高应变率加载条件下的测试结果曲线出现振荡的可能性，该应变片式载荷测量装置包括应变片23，第二夹板22还包括用于粘贴应变片23的测试部223，测试部223位于固定部221与夹持部222之间，且测试部223的厚度小于固定部221和夹持部222的厚度，由于测试部223的厚度较薄，可避免测试部223的厚度对测试精度的影响，从而提高测试的精确度。
测试装置2还包括用于将试件100的两端部夹紧在第一夹板21和第二夹板22上的固定夹片24，固定夹片24分别与定位槽212a和定位槽222a相配合，将试件100的两端部分别放置在定位槽212a和定位槽222a中后，将固定夹片24压设在试件100上，然后通过紧固件将固定夹片24分别与第一夹板21和第二夹板22固定连接在一起。
该测试装置2还包括定位板25，定位板25的两端部分别与第一夹板21和第二夹板22相配合，定位板25与第一夹板21和第二夹板22连接在一起后，第一夹板21上的定位槽212a的槽底所在平面、第二夹板22上的定位槽222a的槽底所在平面、定位板25的一端面三者位于同一平面内，这样，在安装试件100时，只需将试件100放置在上述三者形成的平面上，从而方便了试件100的安装，同时可避免试件100由于薄膜过薄引起的意外变形，以及装载不正等问题，而且也便于将测试装置2整体安装在拉伸试验机上。在将该测试装置安装到拉伸试验机上后，将定位板25拆卸，即可进行拉伸试验。
综上所述，通过本发明的薄膜材料的拉伸试验装置可实现对试件前处理的批量处理，可省去标距段测量过程，加快处理效率；可避免薄膜试件卷曲造成的测量误差，提升试件的处理精度；可实现试件装载过程中的精确定位和整体平移，提升了装载精度；同时可实现了拉伸过程中的微小载荷（10N量级，常规试件为kN量级）测量；另外，该试验装置结构简单，制造成本低。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄膜材料的拉伸试验装置，其特征在于：所述试验装置包括试验前处对试件进行前处理的前处理装置，所述前处理装置包括用于放置试件的底座、用于将所述试件固定在所述底座上的固定块、分别与所述底座相配合用于对所述试件进行划线处理的划线窗口和用于对所述试件进行喷斑处理的喷斑窗口，所述试验装置还包括试验中用于夹持所述试件并进行测试的测试装置。
2.根据权利要求1所述的薄膜材料的拉伸试验装置，其特征在于：所述底座上设有多个用于容纳所述试件的容纳槽，多个所述容纳槽沿所述底座的长度延伸方向间隔设置。
3.根据权利要求1所述的薄膜材料的拉伸试验装置，其特征在于：所述底座上还设有用于对所述划线窗口和所述喷斑窗口进行限位的限位槽，当对所述试件进行划线处理时，所述划线窗口卡设在所述限位槽中，当对所述试件进行喷斑处理时，所述喷斑窗口卡设在所述限位槽中。
4.根据权利要求1所述的薄膜材料的拉伸试验装置，其特征在于：所述划线窗口的内侧边缘从上向下从内向外倾斜设置。
5.根据权利要求1所述的薄膜材料的拉伸试验装置，其特征在于：所述喷斑窗口的内侧边缘从上向下从内向外倾斜设置。
6.根据权利要求1所述的薄膜材料的拉伸试验装置，其特征在于：所述测试装置包括用于与拉伸试验机的加载端相固定连接的第一夹板、用于与所述拉伸试验机的固定端相固定连接的第二夹板，所述试件的两端部分别固定连接在所述第一夹板和所述第二夹板上，所述测试装置还包括用于测试试验过程中拉伸载荷的载荷测量装置，所述载荷测量装置采用应变片式载荷测量装置。
7.根据权利要求6所述的薄膜材料的拉伸试验装置，其特征在于：所述第二夹板包括用于夹持所述试件的夹持部、与所述拉伸试验机的固定端相固定连接的固定部和用于放置所述载荷测量装置的测试部，所述测试部位于所述夹持部与所述固定部之间，且所述测试部的厚度小于所述固定部和所述夹持部的厚度。
8.根据权利要求7所述的薄膜材料的拉伸试验装置，其特征在于：所述第一夹板上和所述第二夹板的所述夹持部上分别设有定位槽，所述试件的两端部分别设置在所述定位槽中。
9.根据权利要求8所述的薄膜材料的拉伸试验装置，其特征在于：所述测试装置还包括用于将所述试件的两端部夹紧在所述第一夹板和所述第二夹板上的固定夹片，所述固定夹片与所述定位槽相配合。
10.根据权利要求8所述的薄膜材料的拉伸试验装置，其特征在于：所述测试装置还包括用于方便将所述试件安装在所述第一夹板和所述第二夹板上以及方便将所述测试装置安装在所述拉伸试验机上的定位板，所述定位板的两端部分别与所述第一夹板和所述第二夹板相配合，所述定位板中部的一端面、所述第一夹板上所述定位槽的槽底所在平面、所述第二夹板上所述定位槽的槽底所在平面三者位于同一平面内。
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