CN106841276A - 一种确定蜂窝板耐温变性的方法和测试系统 - Google Patents
一种确定蜂窝板耐温变性的方法和测试系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种确定蜂窝板耐温变性的方法和测试系统。其中的方法包括：设置一个由6块蜂窝板组成的密闭的立方体箱体，且蜂窝板的面板朝向立方体箱体的内侧；对立方体箱体的中心进行加热，对蜂窝板进行耐温变性测试；计算得到耐温变性测试后的蜂窝板的面板和背板的实际线膨胀系数；获取未进行耐温变性测试的蜂窝板的面板和背板的标准线膨胀系数；计算实际线膨胀系数与标准线膨胀系数之间的偏差；对进行耐温变性测试后的蜂窝板进行剥离强度测试，得到蜂窝板的剥离强度；计算得到耐温变性测试后的蜂窝板与未进行耐温变性测试的蜂窝板的剥离强度之间的差值；根据偏差和差值，确定蜂窝板的耐温变性。应用本发明可以对蜂窝板的耐温变性进行准确地评定。
Description
技术领域
本申请涉及锌-铝蜂窝板耐温变性评价技术领域，尤其涉及一种确定蜂窝板耐温变性的方法和测试系统。
背景技术
蜂窝板本身的结构特性导致其容易产生鼓泡，翘曲等缺陷，而耐温变性不好会直接导致蜂窝板产生上述缺陷。
在现有技术中的行业标准JG/T 334-2012《建筑外墙用铝蜂窝复合板》中，规定了铝蜂窝板耐温变性的试验方法。但是，目前的现有技术中的的试验方法还存在一些问题：
第一，行业标准中的铝蜂窝板的两侧均为铝材，而在实际工程中，存在蜂窝板两侧为不同金属材质的现象。例如，常见的有锌-铝蜂窝板等。由于材质上存在差异，因此使用现有技术中的试验方法而得到的检测结果的有效性存在争议。
第二，蜂窝板广泛得应用于外墙装饰。因此，蜂窝板的面板一般将长期受到阳光辐照，而蜂窝板的背板和面板之间存在空气层，所以热辐射是面、背板之间存在温差的重要因素。然而，现有的行业标准中主要考察的是热对流所造成的温差对于板材的影响。
第三，在现有的行业标准的试验中，是将板材置于试验箱中，均匀受热。然而，只有明确面板作为受热面，背板作为受热传导面，才能有效地模拟实际环境，检测的结果才具有复现性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种确定蜂窝板耐温变性的方法和测试系统，从而可以对蜂窝板的耐温变性进行准确地评定。
本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种确定蜂窝板耐温变性的方法，该方法包括：
设置一个由6块蜂窝板组成的密闭的立方体箱体，并使得蜂窝板的面板均朝向立方体箱体的内侧；
对立方体箱体的中心进行加热，对蜂窝板进行耐温变性测试；
计算得到耐温变性测试后的蜂窝板的面板和背板的实际线膨胀系数；
获取未进行耐温变性测试的蜂窝板的面板和背板的标准线膨胀系数；
计算实际线膨胀系数与标准线膨胀系数之间的偏差；
对进行耐温变性测试后的蜂窝板进行剥离强度测试，得到耐温变性测试后的蜂窝板的剥离强度；
计算得到耐温变性测试后的蜂窝板的剥离强度与未进行耐温变性测试的蜂窝板的剥离强度之间的差值；
根据所述偏差和差值，确定蜂窝板的耐温变性。
较佳的，所述设置一个由6块蜂窝板组成的密闭的立方体箱体，并使得蜂窝板的面板均朝向立方体箱体的内侧包括：
设置一个立方体支架；
将6块蜂窝板固定在立方体支架上形成密闭的立方体箱体，并在立方体箱体的外部设置包覆整个立方体箱体的保温层；
其中，所述6块蜂窝板包括：底板、盖板、两块相对安装的用于测试的蜂窝板和两块相对安装的安装板；其中，蜂窝板的面板均朝向立方体箱体的内侧。
较佳的，所述蜂窝板为锌-铝蜂窝板。
较佳的，所述对立方体箱体的中心进行加热，对蜂窝板进行耐温变性测试包括：
设置一个控温装置，所述控温装置包括：加热器、控制器和多个温度传感器；
所述多个温度传感器分别设置在蜂窝板的面板和背板上，所述温度传感器实时测量面板和背板上的温度，并将测量得到的温度数据传输给控制器；
所述控制器根据接收到的温度数据向加热器发送指令；
所述加热器，设置在所述立方体箱体的中心，用于根据接收到的指令增大或减小加热功率，使得在进行耐温变性测试时立方体箱体内的温度在预设时间段内维持在预设的温度不变。
较佳的，所述计算得到耐温变性测试后的蜂窝板的面板和背板的实际线膨胀系数包括：
测量耐温变性测试后的蜂窝板的面板和背板上的鼓泡的特定方向长度；
根据所述特定方向长度计算得到所述蜂窝板的面板和背板的实际线膨胀系数。
较佳的，所述获取未进行耐温变性测试的蜂窝板的面板和背板的标准线膨胀系数包括：
使用线膨胀系数仪对未进行耐温变性测试的蜂窝板的面板和背板进行测试；
根据测试结果得到未进行耐温变性测试的蜂窝板的面板和背板的标准线膨胀系数。
较佳的，使用如下的公式计算标准线膨胀系数：
L1＝L0(1+α*t)；
其中，α表示线膨胀系数，L0表示材料在温度为0℃时的线度，L1表示材料在温度为t℃是的线度。
本发明中还提供了一种蜂窝板耐温变性的测试系统，该系统包括：立方体支架、保温层和控温设备；
所述立方体支架，用于固定6块蜂窝板以形成密闭的立方体箱体；其中，所述6块蜂窝板包括：底板、盖板、两块相对安装的用于测试的蜂窝板和两块相对安装的安装板；其中，蜂窝板的面板均朝向立方体箱体的内侧；
所述保温层包覆于所述6块蜂窝板的外侧；
所述控温设备，用于在进行耐温变性测试时使得立方体箱体内的温度在预设时间段内维持在预设的温度不变。
较佳的，所述系统还包括：记录设备；
所述记录设备，用于实时记录两块蜂窝板的面板和背板的温度。
较佳的，所述控温装置还进一步包括：加热器、控制器和多个温度传感器；
所述多个温度传感器分别设置在蜂窝板的面板和背板上，用于实时测量面板和背板上的温度，并将测量得到的温度数据传输给控制器；
所述控制器，用于根据接收到的温度数据向加热器发送指令；
所述加热器，设置在所述立方体箱体的中心，用于根据接收到的指令增大或减小加热功率，使得在进行耐温变性测试时立方体箱体内的温度在预设时间段内维持在预设的温度不变。
较佳的，所述加热器为石英灯管或红外加热器。
较佳的，所述保温层的材料为聚苯乙烯树脂或聚氨酯。
由上述技术方案可见，在本发明的技术方案中，由于设置一个由6块蜂窝板组成的密闭的立方体箱体，并使得蜂窝板的面板均朝向立方体箱体的内侧，然后对立方体箱体的中心进行加热，对蜂窝板进行耐温变性测试；随后根据实际线膨胀系数与标准线膨胀系数之间的偏差，以及耐温变性测试前后的蜂窝板的面板的剥离强度的差值，确定蜂窝板的耐温变性，从而可以对蜂窝板的耐温变性进行准确地评定。而且，本发明中所提供的方法操作简便，设备成本低廉，且重现性好，因此可以广泛地用于综合评定蜂窝板(例如，锌-铝蜂窝板)的耐温变性。
附图说明
图1为本发明实施例中的确定蜂窝板耐温变性的方法的流程图。
图2是本发明实施例中的蜂窝板耐温变性的测试系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
在本发明的实施例中，提供了一种确定蜂窝板耐温变性的方法和系统。
图1为本发明实施例中的确定蜂窝板耐温变性的方法的流程图。如图1所示，本发明实施例中的确定蜂窝板耐温变性的方法包括如下所述步骤：
步骤11，设置一个由6块蜂窝板组成的密闭的立方体箱体，并使得蜂窝板的面板均朝向立方体箱体的内侧。
在本发明的技术方案中，可以使用多种方式来实现上述的步骤11。
例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述步骤11具体可以为：
设置一个立方体支架；
将6块蜂窝板固定在立方体支架上形成密闭的立方体箱体，并在立方体箱体的外部设置包覆整个立方体箱体的保温层；
其中，所述6块蜂窝板包括：底板、盖板、两块相对安装的用于测试的蜂窝板和两块相对安装的安装板。其中，蜂窝板的面板均朝向立方体箱体的内侧。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述蜂窝板可以是锌-铝蜂窝板(面板为锌板，背板为铝板)，也可以是其它的蜂窝板。
此外，在上述的具体实施例中，为了保证立方体箱体的密闭性，可以用胶黏剂固定立方体箱体的各个板材以及保温层，同时还可以使用胶黏剂密封各个板材以及保温层之间的缝隙。
步骤12，对立方体箱体的中心进行加热，对蜂窝板进行耐温变性测试。
在本步骤中，将通过对立方体箱体的中心进行加热的方式，对蜂窝板进行耐温变性测试。
在本发明的技术方案中，可以使用多种方式来实现上述的步骤12。
例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述步骤12具体可以为：
设置一个控温装置，所述控温装置包括：加热器、控制器和多个温度传感器；
所述多个温度传感器分别设置在蜂窝板的面板和背板上，所述温度传感器实时测量面板和背板上的温度，并将测量得到的温度数据传输给控制器；
所述控制器根据接收到的温度数据向加热器发送指令；
所述加热器，设置在所述立方体箱体的中心，用于根据接收到的指令增大或减小加热功率，使得在进行耐温变性测试时立方体箱体内的温度在预设时间段内维持在预设的温度不变。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，可以通过控温装置中的加热器先加热到80℃；然后，通过温度传感器测量蜂窝板的面板和背板上的温度；控制器根据温度传感器测量得到的温度数据向加热器发送指令，控制加热器的加热功率，从而使得在进行耐温变性测试时，立方体箱体内的温度长期保持在(80±0.2)℃；加热12小时(h)后停止加热，使得立方体箱体内的温度缓慢降低至23～25℃。循环上述过程50～160次后，完成耐温变性测试。
步骤13，计算得到耐温变性测试后的蜂窝板的面板和背板的实际线膨胀系数。
在完成耐温变性测试之后，即可将蜂窝板从上述立方体箱体上拆下来，然后通过计算得到耐温变性测试后的蜂窝板的面板和背板的实际线膨胀系数。
例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述步骤13可以为：
测量耐温变性测试后的蜂窝板的面板和背板上的鼓泡的特定方向长度；
根据所述特定方向长度计算得到所述蜂窝板的面板和背板的实际线膨胀系数。
步骤14，获取未进行耐温变性测试的蜂窝板的面板和背板的标准线膨胀系数。
在本步骤中，可通过测量和计算得到未进行耐温变性测试的蜂窝板的面板和背板的标准线膨胀系数。
例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述步骤14可以为：
使用线膨胀系数仪对未进行耐温变性测试的蜂窝板的面板和背板进行测试；(譬如，将未进行耐温变性测试的蜂窝板的样品裁成标准GJB 332A-2004《固体材料线膨胀系数测试方法》规定的形状，然后使用线膨胀系数仪进行测量)；
根据测试结果得到未进行耐温变性测试的蜂窝板的面板和背板的标准线膨胀系数。
另外，在本发明的技术方案中，该步骤14可以在步骤13之前执行，也可以在步骤13之后执行，本发明对此不进行限定。
步骤15，计算实际线膨胀系数与标准线膨胀系数之间的偏差。
由于实际线膨胀系数与标准线膨胀系数一般都会存在或大或小的偏差，因此在本步骤中，将根据通过实验得到的实际线膨胀系数以及通过标准公式计算得到的标准线膨胀系数，计算得到两者之间的偏差。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，可以使用如下的公式计算标准线膨胀系数：
L1＝L0(1+α*t) (1)
其中，α表示线膨胀系数，L0表示材料在温度为0℃时的线度，L1表示材料在温度为t℃是的线度。
步骤16，对进行耐温变性测试后的蜂窝板进行剥离强度测试，得到耐温变性测试后的蜂窝板的剥离强度。
步骤17，计算得到耐温变性测试后的蜂窝板的剥离强度与未进行耐温变性测试的蜂窝板的剥离强度之间的差值。
在进行耐温变性测试之前或之后，可以对未进行耐温变性测试的蜂窝板进行剥离强度测试，得到未进行耐温变性测试的蜂窝板的剥离强度；然后，再计算耐温变性测试后的蜂窝板的剥离强度与未进行耐温变性测试的蜂窝板的剥离强度之间的差值。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，可以使用力学试验机测试耐温变性测试前后的蜂窝板的剥离强度。
步骤18，根据所述偏差和差值，确定蜂窝板的耐温变性。
在本发明的技术方案中，由于通过上述的步骤11～17，得到了实际线膨胀系数与标准线膨胀系数之间的偏差，以及耐温变性测试后的蜂窝板的剥离强度与未进行耐温变性测试的蜂窝板的剥离强度之间的差值。因此，在本步骤中，即可根据所述偏差和差值，来确定蜂窝板的耐温变性。
在本发明的技术方案中，可以使用多种方式来实现上述的步骤18。以下将以其中的一个具体实施例为例，对本发明的技术方案进行详细的介绍。
例如，在本发明的一个具体实施例中，可以先分别对6块锌-铝蜂窝板进行耐温变性测试(设置3个立方体箱体，每个立方体箱体中的2块相对的侧壁为2块锌-铝蜂窝板，而并不是一个立方体箱体的6块锌-铝蜂窝板)，并在耐温变性测试后，计算得到耐温变性测试后的蜂窝板的实际线膨胀系数，得到如下的表1。
表1 板材的实际线膨胀系数
其中，序号1～6分别表示耐温变性测试中的6块锌-铝蜂窝板。
然后，通过标准公式，即公式(1)可以计算得到6块锌-铝蜂窝板的标准线膨胀系数如下表所示：
表2 板材的标准线膨胀系数
因此，通过计算可得实际线膨胀系数与标准线膨胀系数之间的偏差：
(18.8×10-6-18.4×10-6)*100％/18.4×10-6＝2.3％。
接着，可以使用力学试验机测试耐温变性测试前后的蜂窝板的剥离强度，分别得到如下的表3和表4：
表3 未进行耐温变性测试的面板的剥离强度
表4 进行耐温变性测试后的面板的剥离强度
通过计算即可得到耐温变性测试前后的蜂窝板的剥离强度之间的差值，即耐温变性测试前后的剥离强度的降低程度：(17.3-15.2)*100％/15.2＝13.8％。
根据上述的偏差和差值，即可确定蜂窝板的耐温变性。
例如，如果实际线膨胀系数与标准线膨胀系数之间的偏差小于6％，剥离强度的降低百分率小于或等于5％，则可认为该锌-铝蜂窝板的耐温变性是合格的。一般来说，偏差和剥离强度的降低百分率越小，则说明锌-铝蜂窝板的耐温变性越好。
在本发明的技术方案中，还提供了一种蜂窝板耐温变性的测试系统。
图2是本发明实施例中的蜂窝板耐温变性的测试系统的结构示意图。如图2所示，该测试系统包括：立方体支架21、保温层22和控温设备23；
所述立方体支架21，用于固定6块蜂窝板24以形成密闭的立方体箱体；其中，所述6块蜂窝板包括：底板、盖板、两块相对安装的用于测试的蜂窝板和两块相对安装的安装板；其中，蜂窝板的面板均朝向立方体箱体的内侧；
所述保温层22包覆于所述6块蜂窝板的外侧；
所述控温设备23，用于在进行耐温变性测试时使得立方体箱体内的温度在预设时间段内维持在预设的温度不变。
更进一步的，在本发明的较佳实施例中，所述蜂窝板耐温变性的测试系统还可以包括：记录设备(图中未示出)；
所述记录设备，用于实时记录两块蜂窝板的面板和背板的温度。
此外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述控温装置还进一步包括：加热器、控制器和多个温度传感器(图中未示出)；
所述多个温度传感器分别设置在蜂窝板的面板和背板上，用于实时测量面板和背板上的温度，并将测量得到的温度数据传输给控制器；
所述控制器，用于根据接收到的温度数据向加热器发送指令；
所述加热器，设置在所述立方体箱体的中心，用于根据接收到的指令增大或减小加热功率，使得在进行耐温变性测试时立方体箱体内的温度在预设时间段内维持在预设的温度不变。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述加热器可以是石英灯管，可以是红外加热器，也可以是其它的辐射式加热设备。
另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述保温层的导热系数应低于0.05W/m·k。该保温层可以试验过程中有效地减少立方体箱体的热量流失，较为精准地控制蜂窝板的面板上的温度。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述保温层的材料为聚苯乙烯树脂(PS)或聚氨酯(PU)等挤塑保温板材。
综上所述，在本发明的技术方案中，由于设置一个由6块蜂窝板组成的密闭的立方体箱体，并使得蜂窝板的面板均朝向立方体箱体的内侧，然后对立方体箱体的中心进行加热，对蜂窝板进行耐温变性测试；随后根据实际线膨胀系数与标准线膨胀系数之间的偏差，以及耐温变性测试前后的蜂窝板的面板的剥离强度的差值，确定蜂窝板的耐温变性，从而可以对蜂窝板的耐温变性进行准确地评定。而且，本发明中所提供的方法操作简便，设备成本低廉，且重现性好，因此可以广泛地用于综合评定蜂窝板(例如，锌-铝蜂窝板)的耐温变性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (12)
1.一种确定蜂窝板耐温变性的方法，其特征在于，该方法包括：
设置一个由6块蜂窝板组成的密闭的立方体箱体，并使得蜂窝板的面板均朝向立方体箱体的内侧；
对立方体箱体的中心进行加热，对蜂窝板进行耐温变性测试；
计算得到耐温变性测试后的蜂窝板的面板和背板的实际线膨胀系数；
获取未进行耐温变性测试的蜂窝板的面板和背板的标准线膨胀系数；
计算实际线膨胀系数与标准线膨胀系数之间的偏差；
对进行耐温变性测试后的蜂窝板进行剥离强度测试，得到耐温变性测试后的蜂窝板的剥离强度；
计算得到耐温变性测试后的蜂窝板的剥离强度与未进行耐温变性测试的蜂窝板的剥离强度之间的差值；
根据所述偏差和差值，确定蜂窝板的耐温变性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置一个由6块蜂窝板组成的密闭的立方体箱体，并使得蜂窝板的面板均朝向立方体箱体的内侧包括：
设置一个立方体支架；
将6块蜂窝板固定在立方体支架上形成密闭的立方体箱体，并在立方体箱体的外部设置包覆整个立方体箱体的保温层；
其中，所述6块蜂窝板包括：底板、盖板、两块相对安装的用于测试的蜂窝板和两块相对安装的安装板；其中，蜂窝板的面板均朝向立方体箱体的内侧。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述蜂窝板为锌-铝蜂窝板。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对立方体箱体的中心进行加热，对蜂窝板进行耐温变性测试包括：
设置一个控温装置，所述控温装置包括：加热器、控制器和多个温度传感器；
所述多个温度传感器分别设置在蜂窝板的面板和背板上，所述温度传感器实时测量面板和背板上的温度，并将测量得到的温度数据传输给控制器；
所述控制器根据接收到的温度数据向加热器发送指令；
所述加热器，设置在所述立方体箱体的中心，用于根据接收到的指令增大或减小加热功率，使得在进行耐温变性测试时立方体箱体内的温度在预设时间段内维持在预设的温度不变。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算得到耐温变性测试后的蜂窝板的面板和背板的实际线膨胀系数包括：
测量耐温变性测试后的蜂窝板的面板和背板上的鼓泡的特定方向长度；
根据所述特定方向长度计算得到所述蜂窝板的面板和背板的实际线膨胀系数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取未进行耐温变性测试的蜂窝板的面板和背板的标准线膨胀系数包括：
使用线膨胀系数仪对未进行耐温变性测试的蜂窝板的面板和背板进行测试；
根据测试结果得到未进行耐温变性测试的蜂窝板的面板和背板的标准线膨胀系数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用如下的公式计算标准线膨胀系数：
L1＝L0(1+α*t)；
其中，α表示线膨胀系数，L0表示材料在温度为0℃时的线度，L1表示材料在温度为t℃是的线度。
8.一种蜂窝板耐温变性的测试系统，其特征在于，该系统包括：立方体支架、保温层和控温设备；
所述立方体支架，用于固定6块蜂窝板以形成密闭的立方体箱体；其中，所述6块蜂窝板包括：底板、盖板、两块相对安装的用于测试的蜂窝板和两块相对安装的安装板；其中，蜂窝板的面板均朝向立方体箱体的内侧；
所述保温层包覆于所述6块蜂窝板的外侧；
所述控温设备，用于在进行耐温变性测试时使得立方体箱体内的温度在预设时间段内维持在预设的温度不变。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：记录设备；
所述记录设备，用于实时记录两块蜂窝板的面板和背板的温度。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控温装置还进一步包括：加热器、控制器和多个温度传感器；
所述多个温度传感器分别设置在蜂窝板的面板和背板上，用于实时测量面板和背板上的温度，并将测量得到的温度数据传输给控制器；
所述控制器，用于根据接收到的温度数据向加热器发送指令；
所述加热器，设置在所述立方体箱体的中心，用于根据接收到的指令增大或减小加热功率，使得在进行耐温变性测试时立方体箱体内的温度在预设时间段内维持在预设的温度不变。
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：
所述加热器为石英灯管或红外加热器。
12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：
所述保温层的材料为聚苯乙烯树脂或聚氨酯。
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| 徐兰云 等: "《大学物理实验》", 31 March 2014, 湘潭大学出版社 * |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106841276B (zh) | 2020-06-16 |
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