一種抑制彎扭變形的材料加速貯存試驗(yàn)工裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于加速膽存試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種抑制彎扭變形的材料加速 膽存試驗(yàn)工裝。
【背景技術(shù)】
[0002] 加速膽存試驗(yàn)是一種通過適當(dāng)提高試驗(yàn)應(yīng)力水平，記錄產(chǎn)品在加速應(yīng)力水平下的 性能退化或失效數(shù)據(jù)，在一定假設(shè)條件下對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，外推評(píng)估出正常應(yīng)力 水平下的膽存壽命的試驗(yàn)方法。與自然膽存相比，其具有耗時(shí)短、費(fèi)用少、預(yù)測(cè)能力強(qiáng)等優(yōu) 勢(shì)，更能滿足由于可靠性水平較高、研制周期較短、試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)有限、膽存壽命需要快速評(píng)估 等新需求，受到越來越廣泛的研究和應(yīng)用。
[0003] 材料壓縮永久變形試驗(yàn)是一種針對(duì)材料所開展的加速膽存試驗(yàn)，其主要原理是將 材料試樣壓縮到規(guī)定高度下，經(jīng)過一定的溫度和時(shí)間，或者經(jīng)過介質(zhì)浸泡后，測(cè)定材料試樣 壓縮永久變形率。通過壓縮永久變形率與加速試驗(yàn)時(shí)間及加速應(yīng)力的對(duì)應(yīng)關(guān)系來預(yù)計(jì)材料 的膽存性能。橡膠類材料關(guān)于壓縮永久變形試驗(yàn)已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（GJB92-1986熱空氣 老化法測(cè)定硫化橡膠膽存性能導(dǎo)則），壓縮永久變形試驗(yàn)的工裝設(shè)計(jì)也有相關(guān)文件可供參 考（GB1683-81硫化橡膠恒定形變壓縮永久變形的測(cè)定方法）。
[0004] 但由于加速膽存試驗(yàn)評(píng)估出的膽存期是經(jīng)過快速熱老化試驗(yàn)估算而得到的，一天 的加速膽存試驗(yàn)往往等效常溫的十幾天甚至幾十天的膽存試驗(yàn)，試驗(yàn)誤差在后續(xù)的數(shù)據(jù)處 理中會(huì)被放大很多倍，導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際膽存壽命的相差較大。為了使得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù) 更加可靠，獲得的膽存壽命更接近真實(shí)壽命，在試驗(yàn)中更要注意對(duì)試驗(yàn)細(xì)節(jié)的把握。現(xiàn)有 的試驗(yàn)工裝（參考GB1683-81設(shè)計(jì)）如圖1所示，由4個(gè)螺栓，上、下兩塊壓板、4個(gè)限位墊 圈組成。其工作原理是，將材料試樣放置于兩塊壓板中間，通過兩塊壓板對(duì)材料試樣施加軸 向壓力，選擇合適的限位墊圈，使其材料試樣達(dá)到規(guī)定的壓縮變形量。而現(xiàn)在常用的壓縮永 久變形試驗(yàn)工裝（參考GB1683-81設(shè)計(jì)），在使用過程中由于工裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度不高，常常 無法僅對(duì)試件施加規(guī)定的軸向壓力使其產(chǎn)生壓縮變形，在壓緊過程中由于工裝上、下壓板 之間的非軸向相對(duì)位移常導(dǎo)致試件發(fā)生彎曲變形或扭轉(zhuǎn)變形，導(dǎo)致試驗(yàn)精度下降，并影響 到后期對(duì)材料膽存壽命的外推分析，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較大。因此，需要提供一種新的高精度 的抑制彎扭變形的材料加速膽存試驗(yàn)工裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的在于現(xiàn)有工裝試驗(yàn)過程中導(dǎo)致的試驗(yàn)誤差大、試驗(yàn)精度低、利 用試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行外推評(píng)估得到的膽存壽命可信度差的問題的技術(shù)問題，提供一種抑制彎扭 變形的材料加速膽存試驗(yàn)工裝。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案：
[0007] -種抑制彎扭變形的材料加速膽存試驗(yàn)工裝，包括固定支架、壓板、兩根壓條、兩 個(gè)限位工裝和壓縮永久變形試驗(yàn)工裝；
[000引固定支架包括一個(gè)底面和兩個(gè)側(cè)面，形成叩型"結(jié)構(gòu)，底面上開有兩個(gè)平行的長(zhǎng)條 形槽，每個(gè)側(cè)面上開有兩個(gè)"」"型凹槽，兩個(gè)側(cè)面上的凹槽位置相對(duì)應(yīng)；壓塊為兩邊帶有外 沿的"Π"型板狀結(jié)構(gòu)，包括中間凸起部分和兩個(gè)外沿；壓條為柱體結(jié)構(gòu)，壓條的長(zhǎng)度大于 固定支架的底面寬度，壓條安裝在固定支架的相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)側(cè)面的凹槽內(nèi)；限位工裝為"U 型"結(jié)構(gòu)，底面上開有一個(gè)長(zhǎng)條形通槽；壓縮永久變形試驗(yàn)工裝包括上壓板、下壓板、螺栓和 限位墊圈；上壓板位于下壓板上方，通過四個(gè)螺栓連接在一起，限位墊圈安裝在螺栓上，位 于上壓板和下壓板之間；待測(cè)試材料試樣位于壓縮永久變形試驗(yàn)工裝的上壓板和下壓板之 間，上壓板和下壓板通過螺栓連接在一起；壓縮永久變形試驗(yàn)工裝位于在固定支架的底面 上；壓板蓋在壓縮永久變形試驗(yàn)工裝上，壓板的外沿與固定支架的底面貼合；兩根壓條穿 過固定支架上相對(duì)應(yīng)的凹槽，使壓條擱置在壓板外沿的上表面；將兩個(gè)限位工裝卡在在固 定支架外側(cè)，使得固定支架的兩個(gè)側(cè)面分別與兩個(gè)限位工裝的底面貼合，壓條穿過限位工 裝的長(zhǎng)條形通槽。
[0009] 所述壓縮永久變形試驗(yàn)工裝中螺栓的螺栓帽的厚度，長(zhǎng)條形槽的寬度略大于螺栓 帽的寬度，起到限位固定的作用。
[0010] 所述壓塊的總長(zhǎng)度與固定支架的底面長(zhǎng)度一致。
[0011] 本實(shí)用新型的效果在于：
[0012] 通過本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的輔助工裝與圖1所示的工裝配合使用，能夠極大程度上 抑制單獨(dú)使用圖1工裝試驗(yàn)安裝過程中，四個(gè)螺栓螺母梓緊過程中所導(dǎo)致的上、下壓板發(fā) 生非螺桿軸向位移而使得試件發(fā)生彎扭變形的技術(shù)問題，保證試樣沿軸向被均勻壓縮，提 高試驗(yàn)精度和質(zhì)量。
【附圖說明】
[0013] 圖1為現(xiàn)有工裝的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2為本實(shí)用新型的固定支架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖3為本實(shí)用新型的壓板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖4為本實(shí)用新型的壓條結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖5為本實(shí)用新型的限位工裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖6為抗彎扭壓縮永久變形試驗(yàn)工裝與的固定支架安裝示意圖；
[0019] 圖7為抗彎扭壓縮永久變形試驗(yàn)工裝與壓板安裝示意圖；
[0020] 圖8為抗彎扭壓縮永久變形試驗(yàn)工裝與壓條安裝示意圖；
[0021] 圖9為抗彎扭壓縮永久變形試驗(yàn)工裝與限位工裝安裝示意圖；
[0022] 圖10為壓縮永久變形率與測(cè)試時(shí)間擬合曲線
[0023] 圖中，1-固定支架，1-1底面，1-2側(cè)面，1-3長(zhǎng)條形槽，1-4凹槽，2-壓板，3-壓條， 4-限位工裝，5-上壓板，6-下壓板，7-螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面W為例，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0025] 壓縮永久變形試驗(yàn)的試驗(yàn)步驟及原理如下：
[0026] 1)試驗(yàn)前，測(cè)量試樣壓縮前高度h。（初始狀態(tài)），然后把試樣和限制器放于夾具 中，均勻地壓縮到規(guī)定的高度hi(限位墊圈高度）。
[0027] 2)將產(chǎn)品進(jìn)行高溫老化試驗(yàn)，達(dá)到規(guī)定時(shí)間后，從試驗(yàn)箱中取出，在室溫下冷卻， 然后打開夾具，取出試樣，在自由狀態(tài)下停放24小時(shí)，測(cè)量試樣壓縮后的恢復(fù)高度h2 (會(huì)隨 著時(shí)間和應(yīng)力的不同發(fā)生變化，介于h。和h1之間）。
[002引 3)壓縮永久變形率ε計(jì)算公式如下：
[0029]
[0030] 式中：h。為壓縮前試樣高度，mm;
[00引]hi為限制器高度，mm;
[0032] 1?為壓縮后試樣高度，mm。
[0033] 按照W上試驗(yàn)步驟可W得到材料試樣在各加速溫度應(yīng)力量級(jí)下，各測(cè)試時(shí)間點(diǎn)的 壓縮永久變形率，當(dāng)置信度為某一值時(shí)，能夠擬合外推得到在平均膽存溫度為某一溫度時(shí) 的擬合方程1-搭二分·e 。其中，A、B和η均為常數(shù)，可通過擬合可W計(jì)算得到。再根據(jù)材 料壓縮永久變形率所選取的失效閥值，就能夠評(píng)估出該材料在該置信度和該溫度下的膽存 〇
[0034] 通過上述試驗(yàn)步驟和原理能夠看出，相同的試樣在相同溫度應(yīng)力下進(jìn)行同樣試 驗(yàn)時(shí)間和測(cè)試間隔的試驗(yàn)，由于試驗(yàn)精度不同導(dǎo)致所得的壓縮永久變形率ε不同，對(duì)于試 樣膽存壽命的評(píng)估影響非常大。如何能夠更精確的測(cè)試出h2是試驗(yàn)開展過程中的重點(diǎn)工 作，除了嚴(yán)格遵循試驗(yàn)流程，統(tǒng)一規(guī)范試驗(yàn)試件的解壓時(shí)間、靜置時(shí)間、測(cè)試環(huán)境、測(cè)試時(shí)間 等細(xì)節(jié)外，如何更有效的對(duì)試件施加規(guī)定的試驗(yàn)應(yīng)力才是提高試驗(yàn)精度的核屯、所在?；?此，本實(shí)施例提供了一套輔助限位工裝，來實(shí)現(xiàn)提高壓縮永久變形試驗(yàn)精度的目的。
[0035] 本實(shí)施例的抑制彎扭變形的材料加速膽存試驗(yàn)工裝如圖2所示，包括固定支架1、 壓板2、兩根壓條3、兩個(gè)限位工裝4和抗彎扭壓縮永久變形試驗(yàn)工裝。
[0036] 固定支架1的形狀如圖2所示，包括一個(gè)底面1-1和兩個(gè)側(cè)面1-2,形成"U型"結(jié) 構(gòu)，底面上開有兩個(gè)平行的長(zhǎng)條形槽1-3,每個(gè)側(cè)面上開有兩個(gè)"」"型凹槽1-4,兩個(gè)側(cè)面 1-2上的凹槽1-4位置相對(duì)應(yīng)；長(zhǎng)條形槽1-3的深度略小于抗彎扭壓縮永久變形試驗(yàn)工裝 中螺栓7的螺栓帽的厚度，長(zhǎng)條形槽1-3的寬度略大于螺栓帽的寬度，起到限位固定的作 用。
[0037] 壓塊2的形狀如圖3所示，為兩邊帶有外沿的"Π"型板狀結(jié)構(gòu)，包括中間凸起部 分和兩個(gè)外沿，壓塊2的總長(zhǎng)度與固定支架1的底面長(zhǎng)度一致。
[0038] 壓條3的形狀如圖4所示，為柱體結(jié)構(gòu)，壓條3的