CN216847176U - 弯曲力施加装置和材料性能检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种弯曲力施加装置和材料性能检测装置，其中弯曲力施加装置包括：支架组件；第一固定件，设置在支架组件上，用于固定待检测样品；拉力施加组件；其中，拉力施加组件包括弹性件，拉力施加组件通过弹性件输出拉力。该弯曲力施加装置通过弹性件输出拉力，一方面采用机械式的方式为待检测样品输出拉力，能够避免其他环境因素损坏拉力施加组件，能够保证拉力施加组件可以稳定地为待检测材料施加拉力；另一方面，可以通过弹性件的弹性形变程度来控制拉力的输出，使得待检测样品所承受的弯曲应力可控，能够提高弯曲力施加装置的适用范围。

Description

弯曲力施加装置和材料性能检测装置

技术领域

本申请实施例涉及材料性能检测技术领域，尤其涉及一种弯曲力施加装置和材料性能检测装置。

背景技术

材料性能会随着使用环境条件的不同存在不同的退化过程，因此在材料可靠性评价过程中需要在施加特定环境应力后观察材料的性能。目前在对材料进行环境可靠性试验时，通常只采用单一应力条件，比如对同一组材料施加不同的环境温度应力，试验后对材料进行微观、宏观检测，判断材料退化程度。或者在试验过程中施加其他的单一环境应力，比如辐射、光照和腐蚀等等。目前技术中并未考虑机械应力对材料性能的影响，导致材料性能的分析与材料实际性能之间存在偏差。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的第一方面提供了一种弯曲力施加装置。

本实用新型的第二方面提供了一种材料性能检测装置。

有鉴于此，根据本申请实施例的第一方面提出了一种弯曲力施加装置，包括：

支架组件；

第一固定件，设置在所述支架组件上，用于固定待检测样品；

拉力施加组件，所述拉力施加组件的一端连接于所述支架组件，另一端用于连接于所述待检测样品，所述拉力施加组件的拉力施加方向与所述第一固定件对所述待检测样品的固定方向相交设置；

其中，所述拉力施加组件包括弹性件，所述拉力施加组件通过所述弹性件输出拉力。

在一种可行的实施方式中，所述支架组件包括第一横梁，所述第一横梁上形成有多个安装孔；

所述第一固定件包括压条和第一连接件，所述第一连接件穿过所述压条连接于所述安装孔，所述待检测样品用于固定在所述压条和所述第一横梁之间。

在一种可行的实施方式中，所述支架组件还包括：

竖梁，所述竖梁连接于所述第一横梁的两端；

支撑架，所述支撑架连接于所述竖梁，所述支撑架的设置方向垂直于所述竖梁；

其中，所述拉力施加组件的一端连接于所述支撑架。

在一种可行的实施方式中，所述拉力施加组件包括：

调节件，所述调节件一端连接于所述弹性件，另一端连接于所述支撑架，所述调节件用于调节所述弹性件的形变强度

其中，所述弹性件一端用于连接于所述待检测样品，所述弹性件的布置方向平行于所述支撑架的布置方向。

在一种可行的实施方式中，所述弹性件包括弹簧，所述弹簧的一端用于连接于所述待检测样品；

所述调节件包括：螺杆、挂钩和蝶形螺母，所述螺杆的一端通过所述挂钩连接于所述弹簧，所述螺杆的另一端穿过所述支撑架连接于所述蝶形螺母。

在一种可行的实施方式中，弯曲力施加装置还包括：

第二固定件，所述第二固定件包括第一夹板、第二夹板和第二连接件，所述第二连接件用于穿过所述第一夹板和所述第二夹板，所述待检测样品用于设置在所述第一夹板和所述第二夹板之间；

其中，所述第一夹板和所述第二夹板上形成有挂设孔，所述弹性件通过所述挂设孔连接于第二固定件。

在一种可行的实施方式中，弯曲力施加装置还包括：

应力刻度线，设置在所述支撑架上；

指针，设置在所述弹性件上，用于指向所述应力刻度线。

在一种可行的实施方式中，所述支架组件还包括：

支撑板，所述竖梁连接于所述支撑板；

所述支撑板上设置有至少两个限位孔，所述竖梁和所述支撑架通过所述限位孔连接于所述支撑板。

在一种可行的实施方式中，所述拉力施加组件为多个，每个所述拉力施加组件用于连接于一个所述待检测样品。

根据本申请实施例的第二方面提出了一种材料性能检测装置，包括：

如上述任一技术方案所述的弯曲力施加装置；

辐照单元，用于向所述弯曲力施加装置发出辐照。

相比现有技术，本实用新型至少包括以下有益效果：本申请实施例提供的弯曲力施加装置包括了支架组件、第一固定件和拉力施加组件，在对材料的性能进行检测时，可以将待检测样品一端固定在第一固定件上，另一端连接于拉力施加组件，拉力施加组件的拉力施加方向与第一固定件的固定方向相交设置，在拉力施加组件通过弹性件为待检测样品施加拉力时，可以使待检测样品处于弯曲状态，待检测样品即可承受弯曲的应力，再将弯曲力施加装置设置在辐射、光照、腐蚀和不同的环境温度之下，即可将弯曲应力和环境应力进行耦合，进而即可在弯曲应力和环境应力进行耦合的情况下检测材料的性能，通过本申请实施例提供的弯曲力施加装置的设置能够使材料性能检测的结果更加贴近于材料实际使用的性能，提高了检测精度。本申请实施例提供的弯曲力施加装置，拉力施加组件通过弹性件输出拉力，一方面采用机械式的方式为待检测样品输出拉力，能够避免其他环境因素损坏拉力施加组件，能够保证拉力施加组件可以稳定地为待检测材料施加拉力；另一方面，可以通过弹性件的弹性形变程度来控制拉力的输出，使得待检测样品所承受的弯曲应力可控，能够提高弯曲力施加装置的适用范围。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请提供的一种实施例的弯曲力施加装置的示意性结构图；

图2为本申请提供的一种实施例的弯曲力施加装置的支架组件的示意性结构图；

图3为本申请提供的一种实施例的弯曲力施加装置的第一连接件的示意性结构图；

图4为本申请提供的一种实施例的弯曲力施加装置的第一固定件的示意性结构图；

图5为本申请提供的一种实施例的弯曲力施加装置的支撑板的示意性结构图；

图6为本申请提供的一种实施例的弯曲力施加装置的第一夹板的示意性结构图；

图7为本申请提供的一种实施例的弯曲力施加装置的弹性件的示意性结构图；

图8为本申请提供的一种实施例的弯曲力施加装置的螺杆和挂钩的示意性结构图；

图9为本申请提供的一种实施例的弯曲力施加装置的蝶形螺母的示意性结构图；

图10为本申请提供的一种实施例的弯曲力施加装置的支撑架的示意性结构图；

图11为本申请提供的一种实施例的待检测样品的示意性结构图；

图12为本申请提供的另一种实施例的待检测样品的示意性结构图。

其中，图1至12中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100支架组件、200第一固定件、300待检测样品、400拉力施加组件、500第二固定件、600应力刻度线、700指针；

101第一横梁、1011安装孔、102第一连接件、103竖梁、1031第一装配孔、104支撑架、1041第二装配孔、105支撑板、106装配孔、107、限位孔、201压板、401弹性件、402调节件、4021螺杆、4022挂钩、4023蝶形螺母、501第一夹板、5011固定孔、502第二夹板。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请实施例技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

如图1至图12所示，根据本申请实施例的第一方面提出了一种弯曲力施加装置，包括：支架组件100；第一固定件200，设置在支架组件100上，用于固定待检测样品300；拉力施加组件400，拉力施加组件400的一端连接于支架组件100，另一端用于连接于待检测样品300，拉力施加组件400的拉力施加方向与第一固定件200对待检测样品300的固定方向相交设置；其中，拉力施加组件400包括弹性件401，拉力施加组件400通过弹性件401输出拉力。

本申请实施例提供的弯曲力施加装置包括了支架组件100、第一固定件200和拉力施加组件400，在对材料的性能进行检测时，可以将待检测样品300一端固定在第一固定件200上，另一端连接于拉力施加组件400，拉力施加组件400的拉力施加方向与第一固定件200的固定方向相交设置，在拉力施加组件400通过弹性件401为待检测样品300施加拉力时，可以使待检测样品300处于弯曲状态，待检测样品300即可承受弯曲的应力，再将弯曲力施加装置设置在辐射、光照、腐蚀和不同的环境温度之下，即可将弯曲应力和环境应力进行耦合，进而即可在弯曲应力和环境应力进行耦合的情况下检测材料的性能，通过本申请实施例提供的弯曲力施加装置的设置能够使材料性能检测的结果更加贴近于材料实际使用的性能，提高了检测精度。

本申请实施例提供的弯曲力施加装置，拉力施加组件400通过弹性件401输出拉力，一方面采用机械式的方式为待检测样品300输出拉力，能够避免其他环境因素损坏拉力施加组件400，能够保证拉力施加组件400可以稳定地为待检测材料施加拉力；另一方面，可以通过弹性件401的弹性形变程度来控制拉力的输出，使得待检测样品300所承受的弯曲应力可控，能够提高弯曲力施加装置的适用范围。

如图1、图2、图3和图4所示，在一些示例中，支架组件100包括第一横梁101，第一横梁101上形成有多个安装孔1011；第一固定件200包括压条和第一连接件102，第一连接件102穿过压条连接于安装孔1011，待检测样品300用于固定在压条和第一横梁101之间。

支架组件100包括了第一横梁101，而第一横梁101上形成有多个安装孔1011，第一固定件200包括了压条和第一连接件102，第一连接件102穿过压条并通过安装孔1011连接于第一横梁101即可将待检测样品300夹持在压板201和第一横梁101之间，如此设置即可对待检测样品300的一端进行固定。而后再将拉力施加组件400连接于待检测样品300，拉力施加组件400输出拉力即可使待检测样品300弯曲。

可以理解的是，第一横梁101上设置了多个安装孔1011，使得第一固定件200的压条和第一横梁101之间可以夹持多个待检测样品300，既通过一个弯曲力施加装置可以同时为多个相同或不同的待检测样品300施加弯曲应力，提高了弯曲力施加装置的适用范围。

如图1和图2所示，在一些示例中，支架组件100还包括：竖梁103，竖梁103连接于第一横梁101的两端；支撑架104，支撑架104连接于竖梁103，支撑架104的设置方向垂直于竖梁103；其中，拉力施加组件400的一端连接于支撑架104。

支架组件100还包括了竖梁103和支撑架104，支撑架104的设置方向垂直于竖梁103，再将拉力施加组件400的一端连接于支撑架104，即可使拉力施加组件400输出的拉力与第一固定件200对待检测样品300的固定方向相交设置，再通过拉力施加组件400输出拉力即可使待检测样品300完全。

可以理解的是，支撑架104的布置方向垂直于竖梁103，那么拉力施加组件400输出拉力方向应当垂直于竖梁103。

如图1、图8和图9所示，在一些示例中，拉力施加组件400包括：调节件402，调节件402一端连接于弹性件401，另一端连接于支撑架104，调节件402用于调节弹性件401的形变强度；其中，弹性件401一端用于连接于待检测样品300，弹性件401的布置方向平行于支撑架104的布置方向。

拉力施加组件400还包括了调节件402，调节件402一端连接于弹性件401另一端连接于第二横梁，通过调节件402的设置即可调节弹性件401的形变嵌固端，进而即可调节拉力施加组件400输出的拉力。

弹性件401的布置方向平行于支撑架104的布置方向，使得经由弹性件401输出的拉力能够为固定在第一固定件200上的待检测样品300提供弯曲应力。

如图1和图7所示，在一些示例中，弹性件401包括弹簧，弹簧的一端用于连接于待检测样品300；调节件402包括：螺杆4021、挂钩4022和蝶形螺母4023，螺杆4021的一端通过挂钩4022连接于弹簧，螺杆4021的另一端穿过支撑架104连接于蝶形螺母4023。

弹性件401包括了弹簧，而调节件402包括螺杆4021、挂钩4022和蝶形螺母4023，螺杆4021一端通过挂钩4022连接于弹簧，另一端穿过第二横梁连接于蝶形螺母4023，通过转动蝶形螺母4023即可调节螺杆4021位于支撑架104和待检测样品300之间的有效长度，进而即可控制弹簧的形变强度，即可实现调节拉力施加组件400拉力输出量。

如图1和图6所示，在一些示例中，弯曲力施加装置还包括：第二固定件500，第二固定件500包括第一夹板501、第二夹板502和第二连接件，第二连接件用于穿过第一夹板501和第二夹板502，待检测样品300用于设置在第一夹板501和第二夹板502之间；其中，第一夹板501和第二夹板502上形成有挂设孔，弹性件401通过挂设孔连接于第二固定件500。

弯曲力施加装置还包括：第二固定件500，而第二固定件500包括第一夹板501、第二夹板502和第二连接件，弹性件401可以通过第二固定件500连接于待检测样品300，待检测样品300可以设置在第一夹板501和的第二夹板502之间，第二固定件500可以通过夹持的方式固定待检测样品300，使得待检测样品300的固定更加可靠。

如图6所示，在一些示例中，第一夹板501上设置有固定孔5011，螺钉通过固定孔5011穿过第一夹板和第二夹板502即可对待检测样品进行夹持。

如图1和图10所示，在一些示例中，弯曲力施加装置还包括：应力刻度线600，设置在支撑架104上；指针700，设置在弹性件401上，用于指向应力刻度线600。

弯曲力施加装置还包括：应力刻度线600和指针700，指针700设置在弹性件401上，指针700指向于应力刻度线600，基于指针700指向的应力刻度线600即可确定弹性件401的形变程度，进而即可确定拉力施加组件400输出的拉力大小，整个拉力施加组件400输出拉力的调节和拉力大小的确定完全依赖于机械结构，无需依赖于电子元器件，使得弯曲力施加装置特别适用于辐照环境，同样能够适用于不通的环境温度，代替目前技术中通过电子元器件来调节拉力施加组件400的拉力输出强度，代替通过电子元器件来检测拉力施加组件400输出拉力大小的技术方案，能够避免因电子元器件被辐照环境和环境温度损坏而导致拉力施加组件400无法正常工作。

在一些示例中，在弯曲力施加装置包括了应力刻度线600和指针700的情况下，在弯曲力施加装置使用过程中，在待检测样品300未被施加辐照时，弹性件401的拉力可以引起样品的形变，既弹性件401上的指针700可以指向应力刻度线600上的第一位置，在对待检测样品300施加辐照时，待检测样品300会屈服于辐照，弹性件401上的指针700会指向到应力刻度线600上的第二位置，通过第二位置与第一位置的差值即可表征待检测样品300的性能。

如图5所示，在一些示例中，支架组件100还包括：支撑板105，竖梁103连接于支撑板105；支撑板105上设置有至少两个限位孔107，竖梁103和支撑架104通过限位孔107连接于支撑板105。

支架组件100还包括：支撑板105，通过支撑板105的设置能够对支架组件100的竖梁103和支撑架104进行固定，使得支架组件100的机械结构更加可靠，同时使支架组件100的底部略宽，便于弯曲力施加装置的摆放与固定。在支撑板105上设置有至少两个限位孔107，使得一个竖梁103和支撑架104可以通过两个限位孔107进行固定，能够限制竖梁103和支撑架104的自由度，进一步提高支架组件100的机械强度。

如图3所示，在一些示例中，竖梁103上设置有第一装配孔1031，支撑架104上设置有第二装配孔1041，螺钉穿过第一装配孔1031和限位孔107即可完成竖梁103的定位，螺钉穿过第二装配孔1041和限位孔107即可完成支撑架104的定位。

在一些示例中，为了保证待检测样品300可以顺利施加应力，待检测样品300的一端通过压板201固定，另一端通过第二固定件500固定。弯曲力由弹簧提供，应力值f的调节通过使用不同弹性系数k的弹簧和改变弹簧形变△x来实现，f＝k×△x。弹性系数k由弹簧的性质决定；弹簧形变x通过旋转蝶形螺母4023在螺杆4021上的扣数所产生的弯曲间距决定，弹簧的形变量可从弹簧所指的应力刻度线600直接读出。

在一些示例中，拉力施加组件400为多个，每个拉力施加组件400用于连接于一个待检测样品300。

拉力施加组件400为多个，使得通过一个弯曲力施加装置能够为多个样品施加弯曲应力，能够提高检测效率。

如图1、图11和图12所示，图1中分别对三个聚合物材料样品进行弯曲应力条件下的抗电离总剂量辐射能力评估，样品尺寸为长4cm，宽1cm，厚0.2cm，使用弹性系数为k＝X1N/m的弹簧，原始长度为X2cm，蝶形螺母4023螺杆4021旋转螺纹距离为X3cm，实现对样品施加f＝X1×(X3-X2)/100＝X4(N)。所以样品所承受拉应力σt＝f/(1×0.2/10000)。将弯曲力施加装置和样品同时放置在60Coγ射线源中，既可完成对该聚合物材料样品弯曲应力条件下的抗γ总剂量能力评估。

根据本申请实施例的第二方面提出了一种材料性能检测装置，包括：如上述任一技术方案的弯曲力施加装置；辐照单元，用于向弯曲力施加装置发出辐照。

本申请实施例提供的材料性能检测装置，因包括了上述技术方案的弯曲力施加装置，因此该弯曲力施加装置具备上述技术方案的弯曲力施加装置的全部有益效果，在此不做赘述。

可以理解的是，通过辐照单元的设置可以为材料性能检测装置和固定在材料性能检测装置上的待检测样品300提供辐射、光照、腐蚀和不同的环境温度，通过辐照单元与弯曲力施加装置组合使用，可以在弯曲力和环境应力进行耦合的情况下检测材料的性能，提高待检测样品300的检测精度。

在一些示例中，辐照单元可以包括箱体和设置在箱体内的温控件、光源、辐射发生装置和气体供给管，其中温控件用于调节箱体内的环境温度，光源用于发出光对固定在拉力施加组件400上的待检测样品300进行光照，辐射发生装置用于对待检测样品300进行辐射，气体供给管用于引入腐蚀气体，以模拟待检测样品300的腐蚀状态。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弯曲力施加装置，其特征在于，包括：

支架组件；

第一固定件，设置在所述支架组件上，用于固定待检测样品；

拉力施加组件，所述拉力施加组件的一端连接于所述支架组件，另一端用于连接于所述待检测样品，所述拉力施加组件的拉力施加方向与所述第一固定件对所述待检测样品的固定方向相交设置；

其中，所述拉力施加组件包括弹性件，所述拉力施加组件通过所述弹性件输出拉力。

2.根据权利要求1所述的弯曲力施加装置，其特征在于，

所述支架组件包括第一横梁，所述第一横梁上形成有多个安装孔；

所述第一固定件包括压条和第一连接件，所述第一连接件穿过所述压条连接于所述安装孔，所述待检测样品用于固定在所述压条和所述第一横梁之间。

3.根据权利要求2所述的弯曲力施加装置，其特征在于，所述支架组件还包括：

竖梁，所述竖梁连接于所述第一横梁的两端；

支撑架，所述支撑架连接于所述竖梁，所述支撑架的设置方向垂直于所述竖梁；

其中，所述拉力施加组件的一端连接于所述支撑架。

4.根据权利要求3所述的弯曲力施加装置，其特征在于，所述拉力施加组件包括：

调节件，所述调节件一端连接于所述弹性件，另一端连接于所述支撑架，所述调节件用于调节所述弹性件的形变强度

其中，所述弹性件一端用于连接于所述待检测样品，所述弹性件的布置方向平行于所述支撑架的布置方向。

5.根据权利要求4所述的弯曲力施加装置，其特征在于，

所述弹性件包括弹簧，所述弹簧的一端用于连接于所述待检测样品；

所述调节件包括：螺杆、挂钩和蝶形螺母，所述螺杆的一端通过所述挂钩连接于所述弹簧，所述螺杆的另一端穿过所述支撑架连接于所述蝶形螺母。

6.根据权利要求4所述的弯曲力施加装置，其特征在于，还包括：

第二固定件，所述第二固定件包括第一夹板、第二夹板和第二连接件，所述第二连接件用于穿过所述第一夹板和所述第二夹板，所述待检测样品用于设置在所述第一夹板和所述第二夹板之间；

其中，所述第一夹板和所述第二夹板上形成有挂设孔，所述弹性件通过所述挂设孔连接于第二固定件。

7.根据权利要求4所述的弯曲力施加装置，其特征在于，还包括：

应力刻度线，设置在所述支撑架上；

指针，设置在所述弹性件上，用于指向所述应力刻度线。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的弯曲力施加装置，其特征在于，所述支架组件还包括：

支撑板，所述竖梁连接于所述支撑板；

所述支撑板上设置有至少两个限位孔，所述竖梁和所述支撑架通过所述限位孔连接于所述支撑板。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的弯曲力施加装置，其特征在于，

所述拉力施加组件为多个，每个所述拉力施加组件用于连接于一个所述待检测样品。

10.一种材料性能检测装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的弯曲力施加装置；

辐照单元，用于向所述弯曲力施加装置发出辐照。

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