CN110702538A - 一种盖板玻璃动态瞬时冲击形变的测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盖板玻璃动态瞬时冲击形变的测试装置及方法,包括长杆、电磁铁、钢球、落球治具、支撑架、位移测量装置和底座;长杆和支撑架设置在底座上,长杆竖直固定在底座上;电磁铁固定在长杆上,电磁铁通电后可将钢球吸附在电磁铁下侧;落球治具设置有矩形的台阶孔,台阶孔大口端向上,小口端向下,大口端尺寸大于盖板玻璃尺寸,小口尺寸略小于盖板玻璃尺寸;支撑架数量为两个,对称设置在长杆的两侧,支撑架包括支撑杆和支撑板,支撑杆竖直固定在底座上,支撑板水平固定在支撑杆上;位移测量装置位于落球治具下方。能够获取盖板玻璃受到动态冲击后的最大形变量和变形过程,从而评估产品抗冲击性能。
Description
技术领域
本发明属于盖板玻璃制造领域,涉及一种盖板玻璃动态瞬时冲击形变的测试装置及方法。
背景技术
盖板玻璃主要功能之一就是保护盖板玻璃内侧的显示模组,但市场反馈移动终端表面在受到外力冲击后,最外层的盖板保护玻璃未出现破损,但是内部的显示模组破损的现象时有发生。
目前,盖板玻璃行业对盖板保护玻璃性能关注点主要放在了盖板玻璃自身耐划伤及抗破损性能上,评估盖板玻璃抗破损性能的检测项目主要包括4PB、落球等。4PB为玻璃的四点弯曲测试,其中,4PB可以对玻璃表面受到垂直于表面方向的静态压力时的弯曲强度进行评估,落球可以对玻璃表面受到垂直于表面方向的瞬时动态冲击时的破坏能量进行评估。以上测试方法分别从韧性、刚性的角度评估了盖板玻璃的强度性能,但是对于玻璃受到垂直于表面方向的瞬时动态冲击时引起的动态形变量无法进行评估,而该形变量的大小才能够更加准确地反映出盖板玻璃对内层元器件的保护能力。
只有在受到相同外力冲击的情况下,盖板玻璃的变形量越小,其对显示终端内部元器件的保护能力更强。目前,还没有对盖板玻璃受到动态冲击时变形量进行测量的仪器和方法,该方法特别是非接触方式测试法对准确评估盖板玻璃动态冲击形变的评估、改善盖板玻璃加工品质、显示终端结构设计具有重要的参考意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种盖板玻璃动态瞬时冲击形变的测试装置及方法,能够获取盖板玻璃受到动态冲击后的最大形变量和变形过程,从而评估产品抗冲击性能。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种盖板玻璃动态瞬时冲击形变的测试装置,包括长杆、电磁铁、钢球、落球治具、支撑架、位移测量装置和底座;
长杆和支撑架设置在底座上,长杆竖直固定在底座上,高度高于支撑架高度;电磁铁固定在长杆上,电磁铁通电后可将钢球吸附在电磁铁下侧;落球治具设置有矩形的台阶孔,台阶孔大口端向上,小口端向下,大口端尺寸大于盖板玻璃尺寸,小口尺寸略小于盖板玻璃尺寸;
支撑架数量为两个,对称设置在长杆的两侧,支撑架包括支撑杆和支撑板,支撑杆竖直固定在底座上,支撑板水平固定在支撑杆上,两个支撑架的两个支撑板间距小于落球治具长度;
位移测量装置位于落球治具下方,位移测量装置的测量端竖直朝上,测量端与钢球的中心线与盖板玻璃垂直。
优选的,电磁铁通过十字夹与长杆连接。
优选的,支撑架上水平设置有两个支撑板,两个支撑板的间距等于落球治具的厚度,落球治具设置在两个支撑板之间。
优选的,位移测量装置采用激光位移传感器或数显千分表。
一种基于上述任意一项所述装置的盖板玻璃动态瞬时冲击形变的测试方法,包括以下步骤;
步骤一,将盖板玻璃四周粘贴固定在落球治具的台阶孔中;
步骤二,将落球治具放置在两个支撑架的支撑板上,调节落球治具的水平位置,从而调整盖板玻璃的受冲击点;
步骤三,启动电磁铁电源,将钢球吸附到电磁铁下端吸附面上;
步骤四,断开电磁铁电源,钢球自由下落产生动能并冲击盖板玻璃表面,盖板玻璃受动态瞬时冲击产生向下的变形量,位移测量装置采样收集对应采样点的位移变化量,选择最大数值作为盖板玻璃最大位移量。
优选的,位移测量装置的采样周期100、200、500或1000us。
优选的,放置落球治具时,将落球治具水平插入支撑架的两个支撑板中。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明通过在盖板玻璃上方设置电磁铁吸附钢球,使钢球以自由落体方式对盖板玻璃进行冲击,并在盖板玻璃受冲击点下方设置位移测量装置,从而获取盖板玻璃受到动态冲击后的变形过程及最大形变量,调整落球治具在支撑板上的位置,能够调整盖板玻璃的受冲击点,从而对盖板玻璃不同部位进行测试,从而评估和改善盖板玻璃加工品质。
进一步,电磁铁通过十字夹可以在长杆上进行高度的调节,满足不同高度下的测量要求。
进一步,落球治具固定在两个支撑板之间,从而防止盖板玻璃受到冲击时,带动落球治具产生弹跳,影响测量。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图;
图2为本发明的钢球击中盖板玻璃时的状态图;
图3为本发明的落球治具的正视图;
图4为本发明的落球治具的俯视图。
其中:1-电磁铁;2-钢球;3-盖板玻璃;4-落球治具;5-支撑杆;6-支撑板;7-位移测量装置;8-底座;9-长杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
如图1和图2所示,为本发明所述的盖板玻璃3动态瞬时冲击形变的测试装置,包括长杆9、电磁铁1、钢球2、落球治具4、支撑架、位移测量装置7和底座8。
长杆9和支撑架设置在底座8上,长杆9竖直固定在底座8上,高度高于支撑架高度。
电磁铁1通过支架固定在长杆9上,可以在长杆9上进行高度的调节,满足不同高度下的测量;电磁铁1吸附面朝下,有弧面凹槽,通电后可将钢球2吸附进入凹槽,电磁铁1断电后,钢球2掉落。
如图3和图4所示,落球治具4为长方体结构,落球治具4设置有矩形的台阶孔,台阶孔大口端朝上,小口端朝下,大口端尺寸略大于盖板玻璃3尺寸,小口端尺寸略小于盖板玻璃3尺寸,盖板玻璃3能够放置在台阶孔小口端之上。
支撑架数量为两个,设置在长杆9的两侧,支撑架包括一个支撑杆5和两个支撑板6,支撑杆5竖直固定在底座8上,两个支撑板6水平设置,在不同高度上固定在支撑杆5上,支撑板6朝相对的支撑架方向延伸,上下两个支撑板6的间距等于落球治具4的厚度,两个支撑架相对的两个支撑板6间距小于落球治具4长度。两个支撑板6用于对落球治具4两端的夹持。
位移测量装置7位于落球治具4下方,位移测量装置7的测量端竖直朝上,测量端与钢球2的中心线与盖板玻璃3垂直。
位移测量装置7可采用接触式或非接触式,接触式采用数显千分表,可以获取到盖板玻璃3局部形变量及极大值,即同样能检测到玻璃破裂前的最大变形量。
非接触式采用激光位移传感器,激光位移传感器发射面指向玻璃预定受冲击位置,通过调整设置,可选择采集玻璃下表面、钢球2下端点或玻璃上表面来反射激光,获取形变数据,其采样数据可传输至电脑,通过软件可生成位移变化动态图形。。
本实施例以激光位移传感器为例,对测量过程进行说明。
采用表面光滑无毛刺的钢球2,钢球2质量及落球高度确定了钢球2冲击玻璃的能量E,单位为焦耳。
冲击能量计算公式:
式中:m为钢球2质量,单位为g;h为钢球2自由落体高度,单位为cm;c为样本标称厚度变化的修正系数,单位为cm;g为重力加速度,9.81m/s2;h为电磁铁1吸附钢球2状态下,钢球2下端点到盖板玻璃3上表面的间距。
首先将盖板玻璃3四周粘贴固定在落球治具4的台阶孔中。
再将落球治具4水平插入支撑架的两个支撑板6中,调节落球治具4的水平位置并固定,从而调整盖板玻璃3的受冲击点。
再启动电源并将钢球2吸附并嵌入到电磁铁1下端吸附面上,按下落球键,钢球2从设定高度自由下落产生动能并冲击盖板玻璃3表面,盖板玻璃3受动态瞬时冲击产生向下的变形量,此时,激光位移传感器高频率采样收集对应采样点的位移变化量,采样周期可根据精度进行选择,为100、200、500或1000us,最终选择最大数值作为盖板玻璃3最大位移量。
以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种盖板玻璃动态瞬时冲击形变的测试装置,其特征在于,包括长杆(9)、电磁铁(1)、钢球(2)、落球治具(4)、支撑架、位移测量装置(7)和底座(8);
长杆(9)和支撑架设置在底座(8)上,长杆(9)竖直固定在底座(8)上,高度高于支撑架高度;电磁铁(1)固定在长杆(9)上,电磁铁(1)通电后可将钢球(2)吸附在电磁铁下侧;落球治具(4)设置有矩形的台阶孔,台阶孔大口端向上,小口端向下,大口端尺寸大于盖板玻璃(3)尺寸,小口尺寸略小于盖板玻璃(3)尺寸;
支撑架数量为两个,对称设置在长杆(9)的两侧,支撑架包括支撑杆(5)和支撑板(6),支撑杆(5)竖直固定在底座(8)上,支撑板(6)水平固定在支撑杆(5)上,两个支撑架的两个支撑板(6)间距小于落球治具(4)长度;
位移测量装置(7)位于落球治具(4)下方,位移测量装置(7)的测量端竖直朝上,测量端与钢球(2)的中心线与盖板玻璃(3)垂直。
2.根据权利要求1所述的一种盖板玻璃动态瞬时冲击形变的测试装置,其特征在于,电磁铁(1)通过十字夹与长杆(9)连接。
3.根据权利要求1所述的一种盖板玻璃动态瞬时冲击形变的测试装置,其特征在于,支撑架上水平设置有两个支撑板(6),两个支撑板(6)的间距等于落球治具(4)的厚度,落球治具(4)设置在两个支撑板(6)之间。
4.根据权利要求1所述的一种盖板玻璃动态瞬时冲击形变的测试装置,其特征在于,位移测量装置(7)采用激光位移传感器或数显千分表。
5.一种基于权利要求1-4任意一项所述装置的盖板玻璃动态瞬时冲击形变的测试方法,其特征在于,包括以下步骤;
步骤一,将盖板玻璃(3)四周粘贴固定在落球治具(4)的台阶孔中;
步骤二,将落球治具(4)放置在两个支撑架的支撑板(6)上,调节落球治具(4)的水平位置,从而调整盖板玻璃(3)的受冲击点;
步骤三,启动电磁铁(1)电源,将钢球(2)吸附到电磁铁(1)下端吸附面上;
步骤四,断开电磁铁(1)电源,钢球(2)自由下落产生动能并冲击盖板玻璃(3)表面,盖板玻璃(3)受动态瞬时冲击产生向下的变形量,位移测量装置(7)采样收集对应采样点的位移变化量,选择最大数值作为盖板玻璃(3)最大位移量。
6.根据权利要求5所述的一种盖板玻璃动态瞬时冲击形变的测试方法,其特征在于,位移测量装置(7)的采样周期100、200、500或1000us。
7.根据权利要求5所述的一种盖板玻璃动态瞬时冲击形变的测试方法,其特征在于,放置落球治具(4)时,将落球治具(4)水平插入支撑架的两个支撑板(6)中。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200117 |
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