CN201974338U

CN201974338U - 材料长期蠕变实验仪

Info

Publication number: CN201974338U
Application number: CN2011200089642U
Authority: CN
Inventors: 白凡; 杨新华
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2021-01-13

Abstract

本实用新型公开了一种材料长期蠕变实验仪，包括承载装置、压件和测试装置，承载装置包括承载板和位于其上方的压板，被测材料置于两板之间，承载板下设有调平支撑机构，承载板和压板之间连接有导轨，压板可沿导轨上下移动，所述压件置于压板上，所述测试装置测试压板在竖直方向的位移，以获取试件的变形量。本实用新型采用全机械式的设计，通过重力对材料实现恒力加载，不存在因停电、电子器件失效等突发事件导致实验终止的情况，有较好的长期实验稳定性，为测量粘弹性材料的长期力学性能提供了有效手段。

Description

材料长期蠕变实验仪

技术领域

本实用新型涉及材料测试领域，具体涉及一种用于测量材料长期蠕变性质的实验仪。

背景技术

许多工程材料具有明显的粘弹性，在受恒载（外界载荷不变）的情况下，其变形会随时间慢慢增大，这种现象被称为材料的蠕变。蠕变在高分子材料中表现得较为明显，例如，用于道路建设的沥青材料就具有明显的蠕变性，而这种性质在道路长期的服务年限中，直接影响着道路的使用性能。因此设计一种能够测量材料长期蠕变性质的实验仪器和实验方法，对于研究材料长期的蠕变行为和规律、指导材料设计等具有重要的意义。

目前，用于测量材料力学性质的最常用仪器是材料万能实验机。应用材料万能实验机通常可以测量1~2小时的材料蠕变变形。材料万能实验机通过电子控制系统来实现对材料的恒定加载控制，通过传感器实现位移测量，通过电子计算机实现实验数据的采样记录。材料万能实验机容易受到突发事件如突然停电、电脑死机等的干扰，导致实验终止，具有不稳定性，因此只适用于短期的材料蠕变实验，而对于1~2年长期的持续实验则难以胜任。

发明内容

本实用新型提供了一种全机械式的材料长期蠕变实验仪，实现对材料的长时间蠕变变形进行精确测量。(或“能精确地测量材料的长期蠕变变形”。)

材料长期蠕变实验仪，包括承载装置、压件和测试装置，承载装置包括承载板和位于其上方的压板，被测材料位于承载板和压板之间，承载板下设有调平支撑机构，承载板和压板之间连接有导轨，压板可沿导轨上下移动，所述压件置于压板上，所述测试装置用于测试压板沿导轨在竖直方向的位移。

所述调平支撑机构包括三个支脚，支脚与所述承载板螺纹连接。

所述导轨与压板通过直线轴承连接。

所述压件为砝码。

所述测试装置为机械式百分表。

所述承载板、压板和砝码横截面为圆形。

本实用新型的有益效果是：

第一，本实用新型成本低廉，结构简单，其零件便于加工制造。

第二，本实用新型体积小巧，便于放于恒温箱中，进行恒温环境下的蠕变实验。

第三，本实用新型采用全机械式的设计，不存在因停电、电子器件失效等突发事件导致实验终止的情况，有较好的长期实验稳定性，为测量粘弹性材料的长期力学性能提供了有效手段。

附图说明

图1是本实用新型的承载装置部分的正二侧示意图。

图2是本实用新型的承载装置部分的俯视图。

图3是本实用新型的承载装置部分的剖视图。

图4是本实用新型的承载装置部分的左视图。

图5是本实用新型具体实施例的示意图。

以上附图中零部件的标号说明：

1：导轨； 2：直线轴承： 3：压板； 4：承载板； 5：支脚； 6：六角螺栓；

7：六角螺母； 8：支脚连接器； 9、10：六角螺钉； 11：砝码；

12：材料试样； 13：百分表。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本实用新型由三个功能部分组成：承载装置，砝码11和测量装置。其中承载装置是实用新型核心，它为试样材料提供一个沿竖直方向加载的平台，传递由压板、砝码施加到材料上的载荷，保持加载稳定，并为蠕变变形的测量提供方便。图1~图4是承载装置的结构示意图。承载装置由三根导轨1，三个法兰直线轴承2，三个支脚5，三个支脚连接器8，一块压板3，一块承载板4通过必要的紧固件(螺栓6、螺母7、螺钉9，10装配而成。压板3和承载板4都是圆形板。支脚连接器8均匀地分布在承载板4下表面，用螺钉9连接。支脚连接器8的头部有外螺纹，并和支脚5沉孔中的内螺纹配对。支脚5连接在支脚连接器8上，通过调节支脚5和支脚连接器8的螺纹旋入量，改变三个角的高度，从而达到使承载板4水平的目的。三根导轨1均匀地分布在承载板4上表面，导轨1的轴线和承载板4的表面垂直。导轨1与承载板4的连接设计为螺栓、螺母连接，其原因是：螺栓6与对应导轨1底座上的通孔存在有一定的间隙，这使得在安装导轨1时有一定的空间调整导轨1在承载板4上的位置，便于装配。在压板3上均匀分布有3个大通孔，通过螺钉10将法兰直线轴承2安装在通孔中。法兰直线轴承2是一种标准件，可以选购，不需自行加工。压板3上三个法兰直线轴承2和承载板4上三根导轨1的大小及位置都是对应的，通过它们的连接，压板3只能沿着导轨1的轴线方向自由滑动。法兰直线轴承2内部安有滚珠，导轨1表面打磨光滑，因此压板3在导轨1上滑动的摩擦力是很小的。

在配装承载装置时要注意：应该最后紧固螺栓6和螺母7。正确的配装步骤是：

1、先后安装支脚连接器8和支脚5到承载板4上。

2、安装导轨1到承载板4上。在这一步中，先不要锁紧螺母7。

3、将安装好法兰直线轴承2的压板3套入导轨1。由于存在加工误差，需要调节导轨1的位置，使得三个法兰直线轴承2能同时顺利地套入三根导轨1。

4、进一步调节导轨1到最佳位置，使得压板3能够顺畅地，无阻碍地滑动。

5、紧固螺栓6和螺母7，完成装配。

为了给材料试样12提供恒定的压力荷载，我们在压板3中心放置圆柱形的砝码11，并将圆柱形的材料试样12放置在承载板4中心。本实用新型整体上采用圆柱形的外形设计是为了保证载荷的作用线沿着试样的轴线方向，不会产生偏心。

本实用新型通过测量压板3的位移来获得材料试样12的蠕变变形，而测量压板3的位移需要用到测量装置。测量装置可以采用机械式百分表13、机械式千分表、电子式百分表、电子式千分表或各种位移传感器。对于长期蠕变实验，比较适合的是机械式百分表13，如果对测试结果有较高精度要求，则可以采用机械式千分表。

下面说明某具体实施例的实验方法与步骤。

为了测量材料试样12在某恒定温度下的长期蠕变变形，我们采用机械式的百分表(13)，并将整个装置放入恒温箱中。具体的实验步骤如下：

1、将承载装置放入恒温箱中，在压板3上放置一个气泡水平仪。调节三个支脚5的旋入量，使得压板3和承载板4水平。

2、将待测材料试样12放在承载板4中心，并在其旁放置与试样相同高度的刚性垫子。由于垫子的存在，承载装置并没有对材料试样12施加载荷。

3、将砝码11放在压板3中心。所施加的载荷大小是砝码11与压板3的重量之和。

4、安装好百分表13。

5、将整个装置静置于恒温箱中一段时间，使得测试系统和待测材料试样达到温度平衡状态。

6、去掉刚性垫子，开始对材料试样12正式加载。

7、每间隔一段时间(如24小时)记录一次百分表13的读数。维持1~2年，最后得到材料的长期蠕变曲线。

Claims

1.材料长期蠕变实验仪，其特征在于，包括承载装置、压件和测试装置，承载装置包括承载板和位于其上方的压板，被测材料位于承载板和压板之间，承载板下设有调平支撑机构，承载板和压板之间连接有导轨，压板可沿导轨上下移动，所述压件置于压板上，所述测试装置用于测试压板沿导轨在竖直方向的位移。

2.根据权利要求1所述的材料长期蠕变实验仪，其特征在于，所述调平支撑机构包括三个支脚，支脚与所述承载板螺纹连接。

3.根据权利要求1或2所述的材料长期蠕变实验仪，其特征在于，所述导轨与压板通过直线轴承连接。

4.根据权利要求1或2所述的材料长期蠕变实验仪，其特征在于，所述压件为砝码。

5.根据权利要求1或2所述的材料长期蠕变实验仪，其特征在于，所述测试装置为机械式百分表。

6.根据权利要求1或2所述的材料长期蠕变实验仪，其特征在于，所述承载板、压板和砝码横截面为圆形。