CN109211762A - 一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车或客机内部硬质塑料材料抗老化性能检测装置，包括密封外壳(1)，所述的密封外壳(1)的内壁上设有紫外固化灯(2)、超声波发射部件(3)、喷雾器(4)、旋转轴(5)、夹持部件、超声波接收部件(9)和温度控制部件(10)，所述的夹持部件通过旋转轴(5)固定于密封外壳(1)的内部侧壁上，夹持部件将待测试材料(8)夹持并绕旋转轴(5)的轴心旋转，在老化过程中超声波发射部件(3)定时发射出的超声波穿过待测试材料(8)并被超声波接收部件(9)接收，最后将接收到的超声波处理后计算得到待测试材料(8)的实时强度信息。与现有技术相比，本发明具有在老化的同时进行实时检测、获得了更多的检测数据和老化时间短等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种强度测试装置，尤其是涉及一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置。
背景技术
硬质塑料广泛的应用于汽车和客机内部的座椅、玻璃内框架、扶手、底面、地面和操作台等部位，因为目前的硬质塑料多为聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、聚苯醚、聚酯、聚苯硫醚和聚芳基酯等工程塑料，其具有良好的耐热性、刚性和重量轻等优点，因此其广泛的应用到汽车和客机内部的辅助结构材料中。而由于各种材料的聚合工艺和后续加工过程不同，使得生产所得的硬质塑料材料的品质差别很大。因此在对某批材料大规模应用之前需要对其进行老化试验，其中老化的方式主要有紫外老化、耐酸性老化、低温-高温老化，而对于老化后的材料进行检测的方式主要包括扭转、拉伸、冲击等机械性能检测，当前工业生产中老化测试中步骤繁杂、测试标准不统一，许多测试装置老化阶段与测试阶段独立设置，使得不能反映测试过程中的在线性能数据，最终使得老化流程效率低，耗时耗力且反映信息不全面。
申请号为201710281409.9的专利公开了一种多功能塑料加速老化测试装置及使用方法。其技术方案是：测试环境箱的左侧安设纯水槽，右侧安设控制箱和化学溶液槽；测试环境箱内腔的底部设置有水雾喷头、盐雾喷头和液槽固定滑轨，通过液槽固定滑轨可活动连接液槽，用于模拟长期浸泡老化测试；所述水雾喷头用于模拟湿热老化，盐雾喷头用于模拟盐雾腐蚀；且分别通过压缩空气管道与空气压缩机连通。此技术方案仅为单独的老化装置，不能反映在线的实时的性能信息，且老化结束后还需将测试件拿出老化装置再放入性能测试装置中。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置，包括密封外壳，所述的密封外壳的内壁上设有紫外固化灯、超声波发射部件、喷雾器、旋转轴、夹持部件、超声波接收部件和温度控制部件，所述的夹持部件通过旋转轴固定于密封外壳的内部侧壁上，夹持部件将待测试材料夹持并绕旋转轴的轴心旋转，旋转轴用以实现均匀的老化，之后紫外固化灯发射出紫外线，喷雾器喷出盐-酸混合溶液，温度控制部件进行程序升温或降温，同时对待测试材料同时进行紫外线、盐-酸腐蚀和升温或降温三个方面的老化，在老化过程中超声波发射部件定时发射出的超声波穿过待测试材料并被超声波接收部件接收，最后将接收到的超声波处理后计算得到待测试材料的实时强度信息。
进一步地，所述的超声波发射部件为喷水式超声波发射器，其前端设有水柱喷射器，超声波以水柱喷射器发射的水柱为传播介质抵达待测试材料。此外，超声波接收部件接收到超声波信号后将信号传输到与装置外接的滤波器，对杂波进行过滤，并对过滤后的波信号进行放大，并进一步通过外接的信号处理器算出波速V，其中包括表面波声速VR和横波声速VT，所用到的公式为V＝λf，其中λ为波长，f为频率。该超声波发射器的工作原理为：将探头发射的超声波以喷射的水为媒介抵达待检测材料，并以水作为耦合剂，超声波通过水进入试件进行检测，以水和超声波的耦合来降低信号噪音。最终根据Viktorov方程的简化式来计算杨氏模量E和剪切模量G：
其中ρ为待测试材料的密度。
以杨氏模量E和剪切模量G来量化的反映待测试材料抵抗形变的整体强度和抗剪切强度。
进一步地，所述的超声波发射部件发射超声波的时间间隔为5min～500min，时间间隔可根据具体测试时的需要来设定。
进一步地，所述的超声波发射部件垂直固定于密封外壳内侧的顶部；所述的超声波接收部件位于密封外壳内侧的底部，超声波发射部件可设置多个，以实现多角度的同时发射。
进一步地，所述的夹持部件包括对称设置的1对夹持杆和连接于夹持杆末端的夹持板，所述的夹持杆为气动控制。所述的旋转旋转轴可伸缩，通过两侧的旋转轴的相互配合可使待测试材料水平移动，这样便可以对待测试材料进行多点位的检测。
进一步地，所述的喷雾器分布于密封外壳的侧壁。
进一步地，所述的喷雾器包括雾化器与喷气管，所述的喷气管位于雾化器的下方，喷气管的管口向上方偏移，喷气管喷出的气流向斜上方冲击，使得盐-酸雾在装置内部更好的循环，对待测试材料的腐蚀强度增加。
进一步地，所述的喷气管的主轴线与侧壁所呈的夹角为30°～60°。
进一步地，所述的盐-酸混合溶液为3％～8wt％的氯化钠溶液与98wt％的醋酸溶液的混合物，在该浓度范围内的氯化钠溶液与冰醋酸的混合可实现最强的腐蚀作用。
进一步地，所述的氯化钠溶液与醋酸溶液的混合物的重量比为2:1。
与现有技术相比，本发明具有以下方面的进步：
1、本发明将多方面的老化部件融合在同一装置中，大大加速了多方面同时老化的进程，塑料的老化时间完全控制在60h内，且可以采用单方面的老化对待测试材料进行考评。
2、本发明将超声波测试装置与老化装置融为一体，构建了可对待测试材料性能进行实时检测的老化装置，这样便可获得更多的材料性能信息，有利于对材料信息的充分研究。
附图说明
图1为本发明中测试装置的整体结构示意图；
图2为本发明中喷雾器的结构示意图。
图中：1、密封外壳，2、紫外固化灯，3、超声波发射部件，4、喷雾器，5、旋转轴，6、夹持杆，7、夹持板，8、待测试材料，9、超声波接收部件，10、温度控制部件，31、水柱喷射器，41、雾化器，42、喷气管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置，参见图1，包括密封外壳1，所述的密封外壳1的内壁上设有紫外固化灯2、超声波发射部件3、喷雾器4、旋转轴5、夹持部件、超声波接收部件9和温度控制部件10，所述的超声波发射部件3为喷水式超声波发射器，其前端设有水柱喷射器31，超声波以水柱喷射器31发射的水柱为传播介质抵达待测试材料。
超声波发射部件3垂直固定于密封外壳1内侧的顶部，参见图1，所述的超声波接收部件9位于密封外壳1内侧的底部，超声波发射部件3可设置多个。
夹持部件包括对称设置的1对夹持杆6和连接于夹持杆6末端的夹持板7，参见图1，所述的夹持杆6为气动控制。所述的旋转旋转轴5可伸缩，通过两侧的旋转轴5的相互配合可使待测试材料8水平移动。
喷雾器4分布于密封外壳1的侧壁。所述的喷雾器4包括雾化器41与喷气管42，参见图2，所述的喷气管42位于雾化器41的下方，喷气管42的管口向上方偏移。所述的喷气管42的主轴线与侧壁所呈的夹角为30°～60°。所述的盐-酸混合溶液为3％～8wt％的氯化钠溶液与98wt％的醋酸溶液的混合物。所述的氯化钠溶液与醋酸溶液的混合物的重量比为2:1。
该在实际运行过程中，参见图1。所述的夹持部件通过旋转轴5固定于密封外壳1的内部侧壁上，夹持部件将待测试材料8夹持并绕旋转轴5的轴心旋转，之后紫外固化灯2发射出紫外线，喷雾器4喷出盐-酸混合溶液，温度控制部件10进行程序升温或降温，同时对待测试材料8同时进行紫外线、盐-酸腐蚀和升温或降温三个方面的老化，在老化过程中超声波发射部件3定时发射出的超声波穿过待测试材料8并被超声波接收部件9接收，超声波发射部件3发射超声波的时间间隔为5min～500min，时间间隔可根据具体测试时的需要来设定，最后将接收到的超声波处理后计算得到待测试材料8的实时强度信息。超声波接收部件9接收到超声波信号后将信号传输到与装置外接的滤波器，对杂波进行过滤，并对过滤后的波信号进行放大，并进一步通过外接的信号处理器算出波速V，其中包括表面波声速VR和横波声速VT，所用到的公式为V＝λf，其中λ为波长，f为频率。该超声波发射器发射器的工作原理为：将探头发射的超声波以喷射的水为媒介抵达待检测材料，并以水作为耦合剂，超声波通过水进入试件进行检测，以水和超声波的耦合来降低信号噪音。最终根据Viktorov方程的简化式来计算杨氏模量E和剪切模量G：
其中ρ为待测试材料的密度。
最终以杨氏模量E和剪切模量G来量化的反映待测试材料抵抗形变的整体强度和抗剪切强度。
Claims (9)
1.一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置，包括密封外壳(1)，其特征在于，所述的密封外壳(1)的内壁上设有紫外固化灯(2)、超声波发射部件(3)、喷雾器(4)、旋转轴(5)、夹持部件、超声波接收部件(9)和温度控制部件(10)，所述的夹持部件通过旋转轴(5)固定于密封外壳(1)的内部侧壁上，夹持部件将待测试材料(8)夹持并绕旋转轴(5)的轴心旋转，之后紫外固化灯(2)发射出紫外线，喷雾器(4)喷出盐-酸混合溶液，温度控制部件(10)进行程序升温或降温，同时对待测试材料(8)同时进行紫外线、盐-酸腐蚀和升温或降温三个方面的老化，在老化过程中超声波发射部件(3)定时发射出的超声波穿过待测试材料(8)并被超声波接收部件(9)接收，最后将接收到的超声波处理后计算得到待测试材料(8)的实时强度信息。
2.根据权利要求1所述的一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置，其特征在于，所述的超声波发射部件(3)为喷水式超声波发射器，其前端设有水柱喷射器(31)，超声波以水柱喷射器(31)发射的水柱为传播介质抵达待测试材料。
3.根据权利要求2所述的一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置，其特征在于，所述的超声波发射部件(3)垂直固定于密封外壳(1)内侧的顶部；所述的超声波接收部件(9)位于密封外壳(1)内侧的底部。
4.根据权利要求1所述的一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置，其特征在于，所述的夹持部件包括对称设置的1对夹持杆(6)和连接于夹持杆(6)末端的夹持板(7)，所述的夹持杆(6)为气动控制。
5.根据权利要求1所述的一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置，其特征在于，所述的喷雾器(4)分布于密封外壳(1)的侧壁。
6.根据权利要求1或5所述的一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置，其特征在于，所述的喷雾器(4)包括雾化器(41)与喷气管(42)，所述的喷气管(42)位于雾化器(41)的下方，喷气管(42)的管口向上方偏移。
7.根据权利要求6所述的一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置，其特征在于，所述的喷气管(42)的主轴线与侧壁所呈的夹角为30°～60°。
8.根据权利要求1所述的一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置，其特征在于，所述的盐-酸混合溶液为3％～8wt％的氯化钠溶液与98wt％的醋酸溶液的混合物。
9.根据权利要求8述的一种汽车和客机内部硬质塑料材料抗老化强度测试装置，其特征在于，所述的氯化钠溶液与醋酸溶液的混合物的重量比为2:1。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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