專利名稱：一種塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及塑料薄膜的力學(xué)測量技木，特別涉及一種塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實驗裝置。
背景技術(shù)：
塑料薄膜在恒定應(yīng)變速率5的變形過程中的真實應(yīng)カO和真實應(yīng)變e ，是塑料薄膜的ー項重要力學(xué)參數(shù)。傳統(tǒng)的塑料薄膜拉伸試驗機(jī)上，在恒定拉伸速度V下是無法保證恒應(yīng)變速率的。而要實現(xiàn)恒應(yīng)變速率的拉伸只能通過以下兩個方法I.通過計算在恒應(yīng)變速率情況下的V，每隔一段時間，由操作者手動調(diào)整V，以實現(xiàn)近似的恒^*伸試驗；2.在普通拉伸試驗機(jī)上附加程序控制設(shè)備以隨時改變V而對5進(jìn)行自動控制。以上兩種方法精度不高，特別是當(dāng)V較大時，造成誤差會過大。此外，塑料薄膜的高溫力學(xué)性能測試存在困難薄膜在玻璃化溫度Tg以后，由于材料變軟變粘，夾持將越來越困難。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供ー種結(jié)構(gòu)簡單、拉伸精度高的塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實驗裝置。本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實驗裝置，包括計算機(jī)、電熱系統(tǒng)、傳動機(jī)構(gòu)、拉伸機(jī)構(gòu)、約束裝置，所述傳動機(jī)構(gòu)連接計算機(jī)，所述拉伸機(jī)構(gòu)置于密封箱體內(nèi)，所述傳動機(jī)構(gòu)包括拉カ傳感器、主軸、支架、墊片，所述主軸為圓筒狀，在其中部表面有一平面，所述墊片通過螺栓連接在該平面上，所述主軸的兩端與支架活動連接，所述拉カ傳感器設(shè)置于主軸上；所述拉伸機(jī)構(gòu)包括電熱系統(tǒng)、滑塊、導(dǎo)軌、夾具、墊片，所述滑塊置于導(dǎo)軌上與其滑動配合，所述夾具設(shè)置于滑塊上，在夾具上設(shè)置有螺栓，所述墊片設(shè)置于夾具內(nèi)，所述滑塊上設(shè)置有螺栓；所述約束裝置包括支架和約束桿，所述約束桿的兩端與支架活動連接，所述約束桿位于主軸8的右側(cè)下方，所述拉カ傳感器與計算機(jī)連接。所述電熱系統(tǒng)包括電熱裝置、溫度傳感器。上述塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸試驗方法，塑料薄膜在傳動機(jī)構(gòu)與拉伸機(jī)構(gòu)之間的拉伸過程中，標(biāo)距不變，即I不變，設(shè)卷繞在主軸上塑料薄膜的外圈線速度為V，拉伸速度為V，瞬時面積為S，瞬時的線應(yīng)變?yōu)閑，應(yīng)カ為O，
Al由于￡"= --( I )由于線速度不變，故有A I = V* A t (2)由以上(I)、⑵方程式，得
At
_2] ￡ = —^~(3)[0013]當(dāng)轉(zhuǎn)化為ー階導(dǎo)數(shù)時，式(3)變換成式⑷所示ds V .由于塑料薄膜在拉伸過程中V、I均恒定，因此g為常數(shù)，拉伸傳感器將采集到塑料薄膜的拉力、應(yīng)カ信息傳送給計算機(jī)，計算 機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在測量出塑料薄膜的瞬時拉カ值與面積值時，通過式(5)計算出瞬時應(yīng)力，最后通過綜合分析測繪相對應(yīng)的應(yīng)變曲線圖，達(dá)到測試塑料薄膜在不同的高溫恒應(yīng)變速率環(huán)境中的力學(xué)性能，
F
_7] CT = -(5)塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸試驗方法，包括下述步驟(I)打開密封箱體，松開滑塊上的螺栓，移動安裝在導(dǎo)軌上的滑塊，以導(dǎo)軌上的刻度為基準(zhǔn)，調(diào)整塑料薄膜的標(biāo)距，標(biāo)距確定后，捏緊螺栓；(2)松開主軸上墊片的螺栓，以及夾具與墊片的螺栓，把待拉伸試驗的塑料薄膜的一端夾持在夾具與墊片之間，再擰緊螺栓，再把塑料薄膜的另一端夾持在主軸與墊片之間，塑料薄膜在傳動機(jī)構(gòu)與拉伸系統(tǒng)之間保持自然伸直，擰緊主軸上墊片的螺栓；(3)關(guān)閉密封箱體，使之密封，開啟電熱系統(tǒng)的電熱裝置，通過溫度傳感器的數(shù)據(jù)確定瞬時溫度值，井根據(jù)該瞬時溫度值調(diào)節(jié)電熱系統(tǒng)的功率，使測量過程中密封箱體的內(nèi)部溫度不變；(4)啟動傳動機(jī)構(gòu)電機(jī)，設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速，使主軸8恒速率轉(zhuǎn)動，固定約束桿的高度使其與塑料薄膜表面貼合，主軸轉(zhuǎn)動，卷繞在主軸上的塑料薄膜由于疊加其半徑逐漸増大，由于約束桿的高度是固定的，使塑料薄膜與拉伸系統(tǒng)之間的水平線始終保持不變；(5)塑料薄膜恒應(yīng)變速率拉伸吋，因夾具固定不動，使塑料薄膜在恒應(yīng)變速率的狀態(tài)下發(fā)生塑性變形，拉カ傳感器將拉カ數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)，計算機(jī)分析后得出該塑料薄膜的拉カ數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實用新型所述裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，與拉伸試驗方法相互配合，通過拉カ傳感器將數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)后，精確得出塑料薄膜的拉伸數(shù)據(jù)。本實用新型技術(shù)手段簡便易行，具有積極的技術(shù)效果與推廣應(yīng)用價值。

圖I為本實用新型塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸試驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I中夾具2的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進(jìn)ー步具體詳細(xì)描述，但本實用新型的實施方式不限于此，對于未特別注明的エ藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。實施例如圖1、2所示，本實用新型塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實驗裝置，包括計算機(jī)、電熱系統(tǒng)、傳動機(jī)構(gòu)、拉伸機(jī)構(gòu)、約束裝置，所述傳動機(jī)構(gòu)連接計算機(jī)，所述拉伸機(jī)構(gòu)置于密封箱體內(nèi)，所述傳動機(jī)構(gòu)包括拉カ傳感器、主軸8、支架7、10，墊片9，所述主軸8為圓筒狀，在其中部表面有一平面，所述墊片9通過螺栓連接在該平面上，所述主軸8的兩端與支架7、10活動連接，所述拉カ傳感器設(shè)置于主軸8上；所述拉伸機(jī)構(gòu)包括電熱系統(tǒng)、滑塊I、導(dǎo)軌3、夾具2、墊片4，所述滑塊I置于導(dǎo)軌3上與其滑動配合，所述夾具2設(shè)置于滑塊I上，在夾具上設(shè)置有螺栓，所述墊片4設(shè)置于夾具內(nèi)，所述滑塊上設(shè)置有螺栓；所述約束裝置包括支架5、6和約束桿11，所述約束桿11的兩端與支架5、6活動連接，所述約束桿11位于主軸8的右側(cè)下方，所述拉カ傳感器與計算機(jī)連接。所述電熱系統(tǒng)包括電熱裝置、溫度傳感器。塑料薄膜在傳動機(jī)構(gòu)與拉伸機(jī)構(gòu)之間的拉伸過程中，標(biāo)距不變，即I不變，設(shè)卷繞在主軸上塑料薄膜的外圈線速度為V，拉伸速度為V，瞬時面積為S，瞬時的線應(yīng)變?yōu)閑，應(yīng)
カ為O，
A/由于S =——(D由于線速度不變，故有A I = V* A t(2)由以上(I)、(2)方程式，得AtS =--(3)當(dāng)轉(zhuǎn)化為ー階導(dǎo)數(shù)時，式(3)變換成式(4)所示由于塑料薄膜在拉伸過程中V、I均恒定，因此g為常數(shù)，拉伸傳感器將采集到塑料薄膜的拉力、應(yīng)カ信息傳送給計算機(jī)，計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在測量出塑料薄膜的瞬時拉カ值與面積值時，通過式(5)計算出瞬時應(yīng)力，最后通過綜合分析測繪相對應(yīng)的應(yīng)變曲線圖，達(dá)到測試塑料薄膜在不同的高溫恒應(yīng)變速率環(huán)境中的力學(xué)性能，
Fa = —(5)以下結(jié)合裝置具體說明塑料薄膜力學(xué)性能拉伸實驗步驟(I)打開密封箱體，松開滑塊I上的螺栓，移動安裝在導(dǎo)軌3上的滑塊1，以導(dǎo)軌3上的刻度為基準(zhǔn)，調(diào)整塑料薄膜12的標(biāo)距，標(biāo)距確定后，捏緊螺栓；(2)松開主軸8上墊片9的螺栓，以及夾具2與墊片4的螺栓，把待拉伸試驗的塑料薄膜12的一端夾持在夾具2與墊片4之間，再擰緊螺栓，再把塑料薄膜12的另一端夾持在主軸8與墊片9之間，塑料薄膜12在傳動機(jī)構(gòu)與拉伸系統(tǒng)之間保持自然伸直，擰緊主軸8上墊片9的螺栓；(3)關(guān)閉密封箱體，使之密封，開啟電熱系統(tǒng)的電熱裝置，通過溫度傳感器的數(shù)據(jù)確定瞬時溫度值，井根據(jù)該瞬時溫度值調(diào)節(jié)電熱系統(tǒng)的功率，使測量過程中密封箱體的內(nèi)部溫度不變；(4)啟動傳動機(jī)構(gòu)電機(jī)，設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速，使主軸8恒速率轉(zhuǎn)動，固定約束桿11的高度使其與塑料薄膜12表面貼合，主軸8轉(zhuǎn)動，卷繞在主軸8上的塑料薄膜12由于疊加其半徑逐漸増大，由于約束桿11的高度是固定的，使塑料薄膜12與拉伸系統(tǒng)之間的水平線始終保持不變；(5)塑料薄膜12恒應(yīng)變速率拉伸吋，因夾具2固定不動，使塑料薄膜12在恒應(yīng)變速率的狀態(tài)下發(fā)生塑性變形，拉カ傳感器將拉カ數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)，計算機(jī)分析后得出該塑料薄膜12的拉カ數(shù)據(jù)。如上所述便可較好地實現(xiàn)本實用新型。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實驗裝置，包括計算機(jī)、電熱系統(tǒng)、傳動機(jī)構(gòu)、拉伸機(jī)構(gòu)、約束裝置，所述傳動機(jī)構(gòu)連接計算機(jī)，其特征在干所述拉伸機(jī)構(gòu)置于密封箱體內(nèi)，所述傳動機(jī)構(gòu)包括拉カ傳感器、主軸、支架、墊片，所述主軸為圓筒狀，在其中部表面有一平面，所述墊片通過螺栓連接在該平面上，所述主軸的兩端與支架活動連接，所述拉カ傳感器設(shè)置于主軸上；所述拉伸機(jī)構(gòu)包括電熱系統(tǒng)、滑塊、導(dǎo)軌、夾具、墊片，所述滑塊置于導(dǎo)軌上與其滑動配合，所述夾具設(shè)置于滑塊上，在夾具上設(shè)置有螺栓，所述墊片設(shè)置于夾具內(nèi)，所述滑塊上設(shè)置有螺栓；所述約束裝置包括支架和約束桿，所述約束桿的兩端與支架活動連接，所述約束桿位于主軸的右側(cè)下方，所述拉カ傳感器與計算機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實驗裝置，其特征在于所述電熱系統(tǒng)包括電熱裝置、溫度傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種塑料薄膜單滾筒式力學(xué)性能拉伸實驗裝置，主要包括計算機(jī)、電熱系統(tǒng)、傳動機(jī)構(gòu)、拉伸機(jī)構(gòu)、約束裝置，塑料薄膜在傳動機(jī)構(gòu)與拉伸機(jī)構(gòu)之間的拉伸過程中，標(biāo)距不變，即l不變，設(shè)卷繞在主軸上塑料薄膜的外圈線速度為v，拉伸速度為v，瞬時面積為為S，瞬時的線應(yīng)變?yōu)棣牛瑧?yīng)力為σ，在拉伸機(jī)構(gòu)的主軸上設(shè)置拉力傳感器，由于塑料薄膜在拉伸過程中v、l均恒定，因此為常數(shù)，拉伸傳感器將采集到塑料薄膜的拉力、應(yīng)力信息傳送給計算機(jī)，計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
文檔編號G01N3/18GK202583013SQ201220177880
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者陳松茂, 林民才, 林俊強(qiáng), 戶文慶 申請人:華南理工大學(xué)