CN112082880A - 一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置及方法，测试装置包括拉力组件，包括拉力机体、设置于拉力机体顶端的力值传感器，以及设置于拉力机体中间的温度环境箱；夹具组件，包括设置于所述温度环境箱内的上夹具、设置于温度环境箱内的下夹具、以及设置于上夹具和下夹具的暗纹夹面，所述暗纹夹面用于限制夹持物横向滑移。测试方法具体步骤包括获取不同规格样本；对不同规格样本的测试装置进行安装夹具，调整设定装置的不同温度环境；设定测试样本的测试条件；安装测试样本进行测试，并记录测试结果。本发明提供了对纤维帘线在高低温环境的强伸性能的测试，模拟和表征出帘线在高低温环境中力学特性及应力应变性能，为轮胎寿命预测提供参考。

Description

一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置及方法
技术领域
本发明涉及轮胎性能测试技术领域，特别涉及一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置及方法。
背景技术
在轮胎制造过程中，其中橡胶制品为重要组成部分，是轮胎用材必要成分，所以对于橡胶制品的有关安全各项数据的测试极为重要。其构成为外胎骨架的纤维帘线和金属材料。纤维帘线包括人造丝、尼龙、聚酯、芳纶等，其作用是承受车辆的负荷，确保轮胎强度和安全倍数。纤维帘线强伸性能测试原理是指在常温下，在恒速移动的拉力机设备上，对纤维帘线进行拉伸，得到破断力、断裂伸长等强伸性能的测定值，可评估轮胎中的纤维帘线的力学特性及应力应变性能。
现有技术的不足在于，传统测试中没有对纤维帘线强伸性能在不同的高低温下的测试，当纤维帘线在高温高热的状态下，或处于高纬度极寒地带环境时，其力学性能是否会发生变化，需对其进行研究和评估。
发明内容
本发明的目的克服现有技术存在的不足，以对在高温高热下或者是极寒地带的轮胎中纤维帘线的强伸性能进行测试，得到测试结果。
为实现以上目的，采用一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置，包括：
拉力组件，所述拉力组件包括拉力机体、设置于拉力机体顶端的力值传感器，以及设置于拉力机体中间的温度环境箱；
夹具组件，所述夹具组件包括设置于所述温度环境箱内侧顶端的上夹具、设置于温度环境箱内侧底端的下夹具、以及设置于上夹具和下夹具的暗纹夹面，所述暗纹夹面用于限制夹持物横向滑移。
通过采用上述的技术方案，将温度环境箱设置于拉力机体中间，同时在拉力机体上端设置力值传感器，在温度环境箱内布置夹具组件，上夹具连接力值传感器，下夹具连接拉力机体底部，用于测试纤维帘线在不同温度下的强伸性能。同时在上夹具和下夹具设置暗纹夹面，该暗纹夹面能够保证稳定夹持样本，而不出现横向滑移现象。
作为本发明进一步的方案：所述力值传感器设置有连接杆，所述连接杆连接于所述上夹具，所述拉力机体的底部设置有底座连接杆，所述底座连接杆连接于所述下夹具，且所述连接杆与所述底座连接杆均设置有连接杆紧固螺丝。
通过采用上述的技术方案，将连接杆一端连接力值传感器上，另一端连接上夹具；同时设置底座连接杆一端连接于下夹具，另一端连接拉力机体的底部。能够使得设置于拉力机体中间的温度环境箱保持密封状态，确保其中的温度能够准确处于设定范围。
作为本发明进一步的方案：所述上夹具和下夹具均为缠绕式渐开线结构，且均设置有夹面沟槽。
通过采用上述的技术方案，该上夹具和下夹具均为缠绕式渐开线结构，同时设置夹面沟槽，同时保证在拉伸时测试样本不会发生滑移。
作为本发明进一步的方案：所述暗纹夹面设置的一侧设置有紧固螺栓。
通过采用上述的技术方案，所述暗纹夹面设置有暗纹，能够保持夹持物稳定，且不发生横向滑移，所述紧固螺栓的结构简单，便于所述暗纹夹面对测试样本夹持的装卸。
作为本发明进一步的方案：所述温度环境箱连接有温度环境箱冷却系统。
通过采用上述的技术方案，将温度环境箱连接温度环境箱冷却系统，可以实时控制温度达到测试过程中对于温度的要求。
一种包括上述的一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置的测试方法，包括以下具体步骤：
S1、获取不同规格样本；
S2、对不同规格样本的测试装置进行安装夹具，调整设定装置的不同温度环境；
S3、设定测试样本的测试条件；
S4、安装测试样本进行测试，并记录测试结果。
通过采用上述的技术方案，对于选取不同规格的测试样本，将测试样本设置于测试装置中，并在测试装置中进行夹具的安装，对装置中的不同温度测试范围进行设定，最后进行测试样本的测试，并记录测试结果，根据结果得到不同温度下的纤维帘线的强伸性能，同时能够以此为预测轮胎的寿命提供参考信息。
作为本发明进一步的方案：所述获取不同规格样本的具体方法包括：样本的长度大于800mm、任意一种规格纤维帘线数量为40根。
通过采用上述的技术方案，选取多种规格大量测试样本，能够使得整个测试结果更加准确。
作为本发明进一步的方案：所述对不同规格样本的测试装置进行安装夹具，调整设定装置的不同温度环境的具体步骤是：
S21、将所述温度环境箱放置于拉力机体中间，同时将力值传感器设置于拉力机体上端横梁；
S22、将力值传感器的连接杆无接触摩擦的穿过上端箱体连接于上夹具，下夹具通过底座连接杆连接于拉力机体底部；
S23、确认上下夹具以及力值传感器在同一竖直方向的直线上；
S24、对温度环境箱内设置不同的温度环境，温度范围为-30℃至130℃。
通过采用上述的技术方案，根据以上的测试装置的设定步骤，能够在不同高低温度下对纤维帘线的强伸性能精确地测量。
作为本发明进一步的方案：所述设定测试样本的测试条件具体包括：夹持长度为(670±1)mm、夹具间距为40mm、拉伸速度为(300±5)mm/min、预加载力值为(0.5±0.05)cN/dtex，以及温度环境箱预热时间为(5±1)min。
通过采用上述的技术方案，在测试之前，对各项环境数据和测试条件进行变量控制，能够帮助在接下来的测试过程中，得到最具代表性的测试结果。
作为本发明进一步的方案：安装测试样本进行测试，并记录测试结果的具体包括以下步骤：
S41、将测试样本一端设置于下夹具夹紧，顺渐开线方向放置于夹具沟槽中，绕过上夹具和下夹具，另一端设置于上夹具的暗纹夹面夹紧；
S42、对安装完成的测试样本施加预加载力值，开始拉伸测试样本直至断裂；
S43、对选取的测试样本重复实验，并记录测试结果。
通过采用上述的技术方案，根据装置设定不同的温度，不同的测试条件，控制其中一个变量的变化，经过重复的拉伸至断裂的测试，并且记录拉伸断裂的结果。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：通过选取不同规格的纤维帘线测试样本，再将其设置于不同高低温度下的测试装置中，测试装置也经过设定，最后进行拉伸测试，记录测试结果，并进行分析评估。测试装置中的暗纹夹面经过暗纹处理，可有效避免纤维帘线样品在试验过程中出现的横向滑移现象，使得其测试结果具有良好的重复性。同时可实现纤维帘线高温或低温强伸性能测试，模拟和表征轮胎中的帘线在高低温环境下的力学特性及应力应变性能，为轮胎使用寿命预测提供参考信息。
附图说明
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：
图1为本发明公开的一些实施例的纤维帘线高低温强伸性能测试装置的结构示意图；
图2为本发明公开的一些实施例的纤维帘线高低温强伸性能测试方法的流程框图；
图3为本发明公开的一些实施例的不同温度下的纤维帘线破断力的曲线示意图；
图4为本发明公开的一些实施例的不同温度下的纤维帘线断裂伸长率的曲线示意图。
图中：1、拉力组件；11、拉力机体；12、力值传感器；13、温度环境箱；2、夹具组件；20、紧固螺丝；21、上夹具；211、连接杆；22、下夹具；221、底座连接杆；23、暗纹夹面；230、紧固螺栓；24、夹面沟槽；3、温度环境箱冷却系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，本发明实施例中，一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置，包括拉力组件1、夹具组件2以及温度环境箱冷却系统3。
拉力组件1，其包括拉力机体11、力值传感器12设置于拉力机体11的顶端，以及温度环境箱13设置于拉力机体11中间的；其中，温度环境箱13连接有温度环境箱冷却系统3，能够在测试过程中对需要处于不同温度环境测试时进行温度调整。
夹具组件2，其包括上夹具21，设置于所述温度环境箱13内侧的顶端；下夹具22，设置于温度环境箱13内侧的底端；以及暗纹夹面23，设置于上夹具21和下夹具22的中心对称的两侧，该暗纹夹面23能够保持稳定避免横向滑移，该暗纹夹面23还设置有紧固螺栓230以便于测试过程的样本固定和拆卸，同时进一步的防止夹持时发生夹持物横向滑移和打滑现象。其中上夹具21和下夹具22为缠绕式渐开线结构，且均设置有夹面沟槽24。同时，夹具组件2在设计时依照温度环境箱13的内部尺寸进行测算确定的，进而可保证其使用功能能够满足纤维帘线强伸性能测试时的要求。
本发明公开的具体实施方式的力值传感器12设置有连接杆211，该连接杆211连接于上夹具21，拉力机体11的底部设置有底座连接杆221，该底座连接杆221连接于下夹具22，且连接杆211与底座连接杆221均设置有用于固定连接杆紧固螺丝20。
请参考图2，一种纤维帘线高低温强伸性能的测试方法，具体实施方式的步骤如下：
S1、获取不同规格样本：
纤维帘线的试样可选取规格为N66 1260D/2、PET 1300D/2。
测试装置：拉力机体可选取岛津AG-IC，温度环境箱可选取TCE-N300SD。
夹具组件：具有缠绕式渐开线结构的上夹具和下夹具，均设置有夹具沟槽和暗纹夹面。
样本数量为样本的长度大于800mm、任意一种规格纤维帘线数量为40根，其中每个温度条件选取各10根。
S2、对不同规格样本的测试装置进行安装夹具，调整设定装置的不同温度环境，为以下步骤：
S21、将所述温度环境箱放置于拉力机体中间，同时将力值传感器设置于拉力机体上端横梁；
S22、将力值传感器的连接杆无接触摩擦的穿过上端箱体连接于上夹具，下夹具通过底座连接杆连接于拉力机体底部；
S23、确认上下夹具以及力值传感器在同一竖直方向的直线上；同时调整上夹具、下夹具之间间距为40mm；
S24、对温度环境箱内设置不同的温度环境，温度范围为-30℃至130℃。
S3、设定测试样本的测试条件，测试条件为：夹持长度为(670±1)mm、夹具间距为40mm、拉伸速度为(300±5)mm/min、预加载力值为(0.5±0.05)cN/dtex，以及温度环境箱预热时间为(5±1)min。。
S4、安装测试样本进行测试，并记录测试结果，具体步骤如下：
S41、将测试样本一端设置于下夹具夹紧，顺渐开线方向放置于夹具沟槽中，绕过上夹具和下夹具，另一端设置于上夹具的暗纹夹面夹紧；
S42、对安装完成的测试样本施加预加载力值，开始拉伸测试样本直至断裂；
S43、对选取的测试样本重复实验，并记录测试结果。
以下为不同温度下的纤维帘线高低温强伸性能测试结果：
Figure BDA0002676912720000061
表1不同温度下的纤维帘线高低温强伸性能测试结果
根据结合上表的的测试结果，请参考图3和图4，对其中数据进行分析和评估可得出：
当温度由低到高：-30℃至130℃，破断力呈下降趋势；
当温度由低到高：-30℃至130℃，断裂伸长率呈上升趋势；
当温度由低到高：-30℃至130℃，破断力和断裂伸长率测试结果重复性：CV＜4％，测试方法及其测试结果可接受。
综上所述，本发明的纤维帘线在高低温下的强伸性能测试装置及其测试方法得出的测试结果的重复性在可接受范围内，可信度较高。因此本发明的测试装置及方法，能够模拟和表征轮胎中的纤维帘线在高低温环境下的力学特性及应力应变性能，为轮胎使用寿命预测提供参考信息。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置，其特征在于，包括：
拉力组件(1)，所述拉力组件包括拉力机体(11)、设置于拉力机体顶端的力值传感器(12)，以及设置于拉力机体中间的温度环境箱(13)；
夹具组件(2)，所述夹具组件包括设置于所述温度环境箱内侧顶端的上夹具(21)、设置于温度环境箱内侧底端的下夹具(22)、以及设置于上夹具和下夹具的暗纹夹面(23)，所述暗纹夹面用于限制夹持物横向滑移。
2.根据权利要求1所述一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置，其特征在于，所述力值传感器设置有连接杆(211)，所述连接杆连接于所述上夹具，所述拉力机体的底部设置有底座连接杆(221)，所述底座连接杆连接于所述下夹具，且所述连接杆与所述底座连接杆均设置有连接杆紧固螺丝(20)。
3.根据权利要求2所述一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置，其特征在于，所述上夹具和下夹具均为缠绕式渐开线结构，且均设置有夹面沟槽(24)。
4.根据权利要求1所述一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置，其特征在于，所述暗纹夹面设置的一侧设置有紧固螺栓(230)。
5.根据权利要求1所述一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置，其特征在于，所述温度环境箱连接有温度环境箱冷却系统(3)。
6.一种包括如权利要求1-5所述的一种纤维帘线高低温强伸性能的测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、获取不同规格样本；
S2、对不同规格样本的测试装置进行安装夹具，调整设定装置的不同温度环境；
S3、设定测试样本的测试条件；
S4、安装测试样本进行测试，并记录测试结果。
7.根据权利要求6所述一种纤维帘线高低温强伸性能的测试方法，其特征在于，所述获取不同规格样本的具体方法包括：样本的长度大于800mm、任意一种规格纤维帘线数量为40根。
8.根据权利要求6所述一种纤维帘线高低温强伸性能的测试方法，其特征在于，所述对不同规格样本的测试装置进行安装夹具，调整设定装置的不同温度环境的具体步骤是：
S21、将所述温度环境箱放置于拉力机体中间，同时将力值传感器设置于拉力机体上端横梁；
S22、将力值传感器的连接杆无接触摩擦的穿过上端箱体连接于上夹具，下夹具通过底座连接杆连接于拉力机体底部；
S23、确认上下夹具以及力值传感器在同一竖直方向的直线上；
S24、对温度环境箱内设置不同的温度环境，温度范围为-30℃至130℃。
9.根据权利要求6所述一种纤维帘线高低温强伸性能的测试方法，其特征在于，所述设定测试样本的测试条件具体包括：夹持长度为(670±1)mm、夹具间距为40mm、拉伸速度为(300±5)mm/min、预加载力值为(0.5±0.05)cN/dtex，以及温度环境箱预热时间为(5±1)min。
10.根据权利要求6和9所述一种纤维帘线高低温强伸性能的测试方法，其特征在于，所述安装测试样本进行测试，并记录测试结果的具体包括以下步骤：
S41、将测试样本一端设置于下夹具夹紧，顺渐开线方向放置于夹具沟槽中，绕过上夹具和下夹具，另一端设置于上夹具的暗纹夹面夹紧；
S42、对安装完成的测试样本施加预加载力值，开始拉伸测试样本直至断裂；
S43、对选取的测试样本重复实验，并记录测试结果。
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