CN113848120B

CN113848120B - 复合材料收缩率测试设备

Info

Publication number: CN113848120B
Application number: CN202111159706.9A
Authority: CN
Inventors: 王东霞; 张春强; 陈晨; 杨龚雨轩; 彭子涵
Original assignee: Disnflex Composites Zhejiang Co ltd
Current assignee: Disnflex Composites Zhejiang Co ltd
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2023-03-31
Anticipated expiration: 2041-09-30
Also published as: CN113848120A

Abstract

本发明属于检测设备技术领域，尤其涉及一种复合材料收缩率测试设备。本发明针对现有技术中人工使用游标卡尺或者千分尺进行测量计算，从而存在测试速度慢、测试麻烦、耗费大量人力、成本高等缺点的问题，提供一种复合材料收缩率测试设备，包括底座，所述底座上表面设有用于放置待测试材料的测试平台，所述测试平台呈矩形，测试平台相邻两个侧边的侧面各设有一个测试仪表，另外两个相邻侧边的侧面各设有至少一个定位结构，还包括至少一个用于挤压待测试材料的测试工装，至少一个测试工装设置在两个测试仪表之间。本发明提供的测试设备结构简单，使用方便，且可较好的应用在塑料板材等复合材料的收缩率测试上。

Description

复合材料收缩率测试设备

技术领域

本发明属于检测设备技术领域，尤其涉及一种复合材料收缩率测试设备。

背景技术

收缩率是用于评价材料性能的一项重要指标。故在生产过程中，需要对材料进行收缩率进行测试。现有国家标准采用圆盘制样，卡尺测试，ISO标准采用的尺寸较小的长条制样，卡尺的测量方法，它们对不同复合工艺的复合材料的收缩率测试存在局限型，对于一些尺寸精度要求高，有装配要求，尺寸比较大复合材料制件来说，如果不能精确测量出材料的收缩率，会直接导致开模的收缩率不准确，或是错误。同时传统的收缩率测试方法，多是手工测量，测试速度慢、测试麻烦、耗费大量人力、成本高等缺点的问题。

针对这一问题，人们在长期的生产生活实践中也进行了探索研究，例如，中国实用新型专利公开了一种水泥混凝土自收缩率测量仪[申请号：200620134252.4]，该实用新型专利包括千分表和试模，在试模上方固定一只千分表，该试模由上端盖、下端盖及上、下端盖之间的空心圆台体组成，且该空心圆台体的轴线与千分表测量端长杆的轴线重合，空心圆台体的母线与底面的夹角为α＝45～60°，试模中放入电阻应变片和温度传感器探头；电阻应变片导线连接应变仪，温度传感器探头导线连接温度计。

该实用新型专利具有能够连续、准确地测量混凝土自收缩率的优势，但其结构仍较为复杂，而且不能较好的应用在塑料板材的收缩率的测量上。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构简单，使用方便的复合材料收缩率测试设备。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种复合材料收缩率测试设备，包括底座，所述底座上表面设有用于放置待测试材料的测试平台，所述测试平台呈矩形，测试平台相邻两个侧边的侧面各设有一个测试仪表，另外两个相邻侧边的侧面各设有至少一个定位结构，还包括至少一个用于挤压待测试材料的测试工装，至少一个测试工装设置在两个测试仪表之间。

在上述的复合材料收缩率测试设备中，所述测试仪表包括千分表；所述定位结构包括固定连接在底座上且凸出底座表面的定位销。

在上述的复合材料收缩率测试设备中，所述测试工装有且仅有一个且滑动测试工装可使测试工装压设在待测试材料设有测试仪表的两侧。

在上述的复合材料收缩率测试设备中，所述测试工装包括固定连接在底座上的工装平台，挤压滑块滑动连接在工装平台上，所述挤压滑块靠近待测试材料的一端设有挤压缺口，另一端连接有推杆，所述推杆推动挤压滑块可使挤压缺口贴合在待测试材料的角上。

在上述的复合材料收缩率测试设备中，所述工装平台上还固定设置有导向螺钉，所述挤压滑块上设有导向通孔，所述导向螺钉位于导向通孔内。

在上述的复合材料收缩率测试设备中，所述测试工装设有四个且分别与待测试材料的四个角一一对应设置，移动测试工装可使测试工装同时压设在待测试材料的四个角上。

在上述的复合材料收缩率测试设备中，所述测试工装包括设置在底座表面且向底座内部凹陷的导向凹槽，所述导向凹槽内设有丝杆，端部设有挤压缺口的挤压滑块与丝杆螺纹连接，所述挤压滑块的侧面与导向凹槽的侧壁相贴合，所述丝杆的一端设有第一传动伞齿，所述底座底面固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴安装有第二传动伞齿，所述第二传动伞齿与四个第一传动伞齿相啮合。

在上述的复合材料收缩率测试设备中，所述测试平台上方还设有盖板，所述盖板底面设有由弹性材料制得的挤压层，所述挤压层压设在待测试材料上。

在上述的复合材料收缩率测试设备中，制得挤压层的弹性材料包括质量份数分别为60-80份的丁腈橡胶、2-6份的炭黑、0.1-1份的抗氧剂1076、15-25份的滑石粉、2-6份的环氧树脂、0.5-2份的茂金属聚乙烯和1-3份的纳米二氧化钛。

在上述的复合材料收缩率测试设备中，制得挤压层的弹性材料包括质量份数分别为70份的丁腈橡胶、4份的炭黑、0.5份的抗氧剂1076、20份的滑石粉、4份的环氧树脂、1份的茂金属聚乙烯和2份的纳米二氧化钛。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明提供的测试设备结构简单，使用方便，且可较好的应用在塑料板材等复合材料的收缩率测试上，测试平台呈矩形，可以测出0°和90°两个不同方向的收缩率。

2、本发明测试时可从待测试材料的四个角方向同时施压，保证待测试材料的受力均匀，从而保证了测试结果的准确性。

3、本发明在盖板底面还设有由弹性材料制得的挤压层，测试过程中对待测试材料施以弹性挤压，提高了测试结果的稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例1的俯视图；

图2是本发明实施例1的结构示意图；

图3是盖板的结构示意图；

图4是本发明实施例2的俯视图；

图5是本发明实施例2的内部结构示意图；

图中：底座1、测试平台2、测试仪表3、定位结构4、测试工装5、驱动电机6、第二传动伞齿7、盖板8、挤压层9、定位销41、工装平台51、挤压滑块52、推杆53、挤压缺口54、导向螺钉55、导向通孔56、导向凹槽57、丝杆58、第一传动伞齿59、待测试材料100。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

实施例1

本实施例提供一种复合材料收缩率测试设备，结合图1和图2所示，包括底座1，所述底座1上表面设有用于放置待测试材料100的测试平台2，所述测试平台2呈矩形，测试平台2相邻两个侧边的侧面各设有一个测试仪表3，另外两个相邻侧边的侧面各设有至少一个定位结构4，还包括至少一个用于挤压待测试材料100的测试工装5，至少一个测试工装5设置在两个测试仪表3之间。

使用时，先测量待测试材料100室温状态下的长度和宽度，分别为L_T1和W_T1，再利用定位结构4将待测试材料100定位并放置在测试平台2上，测试仪表3分别贴合在待测试材料100两侧，利用测试工装5施压待测试材料100，室温条件下，测量得到长度和宽度的改变值，即ΔL和ΔW。利用公式：

收缩率＝(ΔL+ΔW)÷(L_T1+W_T1)×100％

计算得到待测试材料100的收缩率。故本发明提供的测试设备结构简单，使用方便，且可较好的应用在塑料板材等复合材料的收缩率测试上。

其中，所述测试仪表3包括千分表；所述定位结构4包括固定连接在底座1上且凸出底座1表面的定位销41。

结合图1和图2所示，所述测试工装5有且仅有一个且滑动测试工装5可使测试工装5压设在待测试材料100设有测试仪表3的两侧。

具体的说，所述测试工装5包括固定连接在底座1上的工装平台51，挤压滑块52滑动连接在工装平台51上，所述挤压滑块52靠近待测试材料100的一端设有挤压缺口54，另一端连接有推杆53，所述推杆53推动挤压滑块52可使挤压缺口54贴合在待测试材料100的角上。

使用时，外力施加至推杆53上，推杆53推动挤压滑块52发生相对工装平台51的滑动，直至挤压缺口54贴合在待测试材料100的角上，同时对待测试材料100的两个侧边施力挤压。

优选地，所述工装平台51上还固定设置有导向螺钉55，所述挤压滑块52上设有导向通孔56，所述导向螺钉55位于导向通孔56内。这样可以规整挤压滑块52的滑动方向，使得挤压缺口54能准确贴合在待测试材料100的角上，防止发生偏离。

如图3所示，所述测试平台2上方还设有盖板8，所述盖板8底面设有由弹性材料制得的挤压层9，所述挤压层9压设在待测试材料100上。本发明在盖板8底面还设有由弹性材料制得的挤压层9，测试过程中对待测试材料100施以弹性挤压，提高了测试结果的稳定性。

其中，制得挤压层9的弹性材料包括质量份数分别为80份的丁腈橡胶、2份的炭黑、0.1份的抗氧剂1076、15份的滑石粉、2份的环氧树脂、0.5份的茂金属聚乙烯和1份的纳米二氧化钛。

茂金属聚乙烯是一种新颖热塑性塑料，是90年代聚烯烃工业最重要的技术进展，是继LLDPE生产技术后的一项重要革新。由于它是使用茂金属为聚合催化剂生产出来的聚乙烯，因此，在性能上与传统的Ziegler-Natta催化剂聚合而成的PE有显著的不同。茂金属催化剂用于合成茂金属聚乙烯独特的优良性能和应用，引起了市场的普遍关注，许多世界著名大型石化公司投入巨大人力、物力竞相开发和研究，成为聚烯烃工业乃至整个塑料工业的热门话题。

实施例2

本实施例提供一种复合材料收缩率测试设备，本实施例提供的复合材料收缩率测试设备与实施例1中的大体相同，不同之处仅在于测试工装5的数量和结构，以及制得挤压层9的弹性材料的组成成分。结合图3-5所示，所述测试工装5设有四个且分别与待测试材料100的四个角一一对应设置，移动测试工装5可使测试工装5同时压设在待测试材料100的四个角上。这样在测试时可从待测试材料100的四个角方向同时施压，保证待测试材料100的受力均匀，从而保证了测试结果的准确性。

具体的说，所述测试工装5包括设置在底座1表面且向底座1内部凹陷的导向凹槽57，所述导向凹槽57内设有丝杆58，端部设有挤压缺口54的挤压滑块52与丝杆58螺纹连接，所述挤压滑块52的侧面与导向凹槽57的侧壁相贴合，所述丝杆58的一端设有第一传动伞齿59，所述底座1底面固定安装有驱动电机6，所述驱动电机6的输出轴安装有第二传动伞齿7，所述第二传动伞齿7与四个第一传动伞齿59相啮合。

使用时，利用一个驱动电机6实现对四根丝杆58同步驱动，可保证挤压滑块52同时对待测试材料100的四个角进行挤压，从而进一步提高待测试材料100测试时受力的均匀性，从而保证了测试结果的准确性。

其中，制得挤压层9的弹性材料包括质量份数分别为60份的丁腈橡胶、6份的炭黑、1份的抗氧剂1076、25份的滑石粉、6份的环氧树脂、2份的茂金属聚乙烯和3份的纳米二氧化钛。

实施例3

本实施例提供一种复合材料收缩率测试设备，本实施例提供的复合材料收缩率测试设备与实施例2中的大体相同，不同之处仅在于制得挤压层9的弹性材料的组成成分。具体的说，制得挤压层9的弹性材料包括质量份数分别为70份的丁腈橡胶、4份的炭黑、0.5份的抗氧剂1076、20份的滑石粉、4份的环氧树脂、1份的茂金属聚乙烯和2份的纳米二氧化钛。

对比例1

本对比例提供一种复合材料收缩率测试设备，其结构与实施例3中的大体相同，不同之处仅在于未设置挤压层9。

对比例2

本对比例提供一种复合材料收缩率测试设备，其结构与实施例3中的大体相同，不同之处仅在于制得挤压层9的弹性材料的组成成分。具体的说，制得挤压层9的弹性材料包括质量份数为70份的丁腈橡胶。

对比例3

本对比例提供一种复合材料收缩率测试设备，其结构与实施例3中的大体相同，不同之处仅在于制得挤压层9的弹性材料的组成成分。具体的说，制得挤压层9的弹性材料包括质量份数分别为70份的丁腈橡胶、4份的炭黑、0.5份的抗氧剂1076、20份的滑石粉、1份的茂金属聚乙烯和2份的纳米二氧化钛。

对比例4

本对比例提供一种复合材料收缩率测试设备，其结构与实施例3中的大体相同，不同之处仅在于制得挤压层9的弹性材料的组成成分。具体的说，制得挤压层9的弹性材料包括质量份数分别为70份的丁腈橡胶、4份的炭黑、0.5份的抗氧剂1076、20份的滑石粉、4份的环氧树脂和2份的纳米二氧化钛。

对比例5

本对比例提供一种复合材料收缩率测试设备，其结构与实施例3中的大体相同，不同之处仅在于制得挤压层9的弹性材料的组成成分。具体的说，制得挤压层9的弹性材料包括质量份数分别为70份的丁腈橡胶、4份的炭黑、0.5份的抗氧剂1076、20份的滑石粉、4份的环氧树脂和1份的茂金属聚乙烯。

应用例1

选取同一批BMC材质的板材，制得长宽相等，且厚度均为4.5mm的板材作为待测试材料。将制得的板材平均分为6组，命名为实验组1-6，每组实验组均包含数十块待测试材料。

随机在实验组1中选取一块待测试材料，利用实施例3中记载的测试设备及测试方法进行测试，记录相关数据。再重复上述操作4次，共得到5组数据。

随机在实验组2中选取一块待测试材料，利用对比例1中记载的测试设备及测试方法进行测试，记录相关数据。再重复上述操作4次，共得到5组数据。

随机在实验组3中选取一块待测试材料，利用对比例2中记载的测试设备及测试方法进行测试，记录相关数据。再重复上述操作4次，共得到5组数据。

随机在实验组4中选取一块待测试材料，利用对比例3中记载的测试设备及测试方法进行测试，记录相关数据。再重复上述操作4次，共得到5组数据。

随机在实验组5中选取一块待测试材料，利用对比例4中记载的测试设备及测试方法进行测试，记录相关数据。再重复上述操作4次，共得到5组数据。

随机在实验组6中选取一块待测试材料，利用对比例5中记载的测试设备及测试方法进行测试，记录相关数据。再重复上述操作4次，共得到5组数据。

以上测量时的施压大小和施压时间均相等。

依据公式：收缩率＝(ΔL+ΔW)÷(L_T1+W_T1)×100％，对上述数据进行处理，得到各个实验组测得的收缩率，结果如下表所示：

结果分析：通过对比实验组1-6测得的收缩率数据可以看出，实验组1测得的数据的稳定性显然要高于其他实验组。故本发明达到了提高测试结果的稳定性的发明目的。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了底座1、测试平台2、测试仪表3、定位结构4、测试工装5、驱动电机6、第二传动伞齿7、盖板8、挤压层9、定位销41、工装平台51、挤压滑块52、推杆53、挤压缺口54、导向螺钉55、导向通孔56、导向凹槽57、丝杆58、第一传动伞齿59、待测试材料100等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

1.一种复合材料收缩率测试设备，包括底座（1），所述底座（1）上表面设有用于放置待测试材料（100）的测试平台（2），其特征在于：所述测试平台（2）呈矩形，测试平台（2）相邻两个侧边的侧面各设有一个测试仪表（3），另外两个相邻侧边的侧面各设有至少一个定位结构（4），还包括至少一个用于挤压待测试材料（100）的测试工装（5），至少一个测试工装（5）设置在两个测试仪表（3）之间；

所述测试工装（5）设有四个且分别与待测试材料（100）的四个角一一对应设置，移动测试工装（5）可使测试工装（5）同时压设在待测试材料（100）的四个角上；

所述测试工装（5）包括设置在底座（1）表面且向底座（1）内部凹陷的导向凹槽（57），所述导向凹槽（57）内设有丝杆（58），端部设有挤压缺口（54）的挤压滑块（52）与丝杆（58）螺纹连接，所述挤压滑块（52）的侧面与导向凹槽（57）的侧壁相贴合，所述丝杆（58）的一端设有第一传动伞齿（59），所述底座（1）底面固定安装有驱动电机（6），所述驱动电机（6）的输出轴安装有第二传动伞齿（7），所述第二传动伞齿（7）与四个第一传动伞齿（59）相啮合。

2.如权利要求1所述的复合材料收缩率测试设备，其特征在于：所述测试仪表（3）包括千分表；所述定位结构（4）包括固定连接在底座（1）上且凸出底座（1）表面的定位销（41）。

3.如权利要求1所述的复合材料收缩率测试设备，其特征在于：所述测试平台（2）上方还设有盖板（8），所述盖板（8）底面设有由弹性材料制得的挤压层（9），所述挤压层（9）压设在待测试材料（100）上。

4.如权利要求3所述的复合材料收缩率测试设备，其特征在于：制得挤压层（9）的弹性材料包括质量份数分别为60-80份的丁腈橡胶、2-6份的炭黑、0.1-1份的抗氧剂1076、15-25份的滑石粉、2-6份的环氧树脂、0.5-2份的茂金属聚乙烯和1-3份的纳米二氧化钛。

5.如权利要求4所述的复合材料收缩率测试设备，其特征在于：制得挤压层（9）的弹性材料包括质量份数分别为70份的丁腈橡胶、4份的炭黑、0.5份的抗氧剂1076、20份的滑石粉、4份的环氧树脂、1份的茂金属聚乙烯和2份的纳米二氧化钛。