[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于材料老化試驗(yàn)的應(yīng)力加載裝置

在審

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• 申請日: 2016-08-09
• 公開（公告）號: CN107703049A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙博;張雪濤;郭靜;徐彤;于宇新;壽比南
• 申請（專利權(quán)）人: 中國特種設(shè)備檢測研究院
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N3/08
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 李景輝,王春光

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于材料老化試驗(yàn)的應(yīng)力加載裝置。

背景技術(shù)

近年來，隨著高分子材料行業(yè)的快速發(fā)展與技術(shù)的成熟，非金屬承壓設(shè)備采用全高分子、高分子復(fù)合材料或者高分子涂層材料以在表面改性、力學(xué)承載、工程防腐等方面部分甚至全部取代金屬材料情況越來越多。但由于承壓設(shè)備服役環(huán)境的特殊性，其許多部件往往都受到自然環(huán)境與工業(yè)環(huán)境等多重老化因素誘導(dǎo)，高分子類材料在承受過量的老化能量后，性能特別是力學(xué)性能會存在顯著下降，導(dǎo)致設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重提高，以致失效。外部影響因素中對高分子材料的老化影響最大的是日光的輻照。太陽光所具有的能量與其波長成反比，并且只有被吸收的波長才能起作用。其中對塑料最有破壞力的就是紫外線，尤其是波長300nm左右的紫外線是導(dǎo)致高分子材料老化的主要因素，材料吸收此紫外線后分子鏈斷裂，發(fā)生降解，是導(dǎo)致材料力學(xué)性能下降的最主要因素。目前，為了在實(shí)驗(yàn)室中評價(jià)高分子材料在真實(shí)條件下受到紫外線光照的老化情況，往往采用標(biāo)準(zhǔn)光源的老化箱作為輻照光源，并作為最常用的老化設(shè)備對高分子材料進(jìn)行條件一致的標(biāo)準(zhǔn)老化加速試驗(yàn)。在高分子材料老化試驗(yàn)中常進(jìn)行紫外加速老化試驗(yàn)，其原理是在距離紫外老化燈管一定距離的地方放置平行試樣，并通過調(diào)整紫外光源之間的排列密度和光源與試樣之間的間距確保試樣表面受到近似均勻的紫外吸收強(qiáng)度。

但是，有研究認(rèn)為，在應(yīng)力施加的情況下，高分子材料的老化速度和老化行為均與常規(guī)試樣均存在一定的不同，需要著重予以考慮。而對于承壓設(shè)備用高分子材料，實(shí)際工況下應(yīng)力因素更是不可忽略，傳統(tǒng)的紫外老化設(shè)備的夾具僅能起到固定試樣的作用，而無法對試樣進(jìn)行加載，難以滿足試驗(yàn)需要。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在以下問題：無法在應(yīng)力施加的情況下進(jìn)行老化試驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種應(yīng)用于材料老化試驗(yàn)的應(yīng)力加載裝置，以解決無法在應(yīng)力施加的情況下進(jìn)行老化試驗(yàn)的問題。

為此，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于材料老化試驗(yàn)的應(yīng)力加載裝置，所述應(yīng)用于材料老化試驗(yàn)的應(yīng)力加載裝置包括：

用于設(shè)置在老化箱中的框體，所述框體豎直設(shè)置；

夾持件，設(shè)置在所述框體上并面對設(shè)置在老化箱中的老化光源；所述夾持件夾持住試樣的兩端；并且所述夾持件被施加預(yù)定的拉力；

所述夾持件為金屬或合金材料。

進(jìn)一步地，所述夾持件包括：頂部夾持桿和底部夾持桿，所述頂部夾持桿和底部夾持桿均成對設(shè)置；

每對所述頂部夾持桿包括并排而且平行設(shè)置的兩個頂部夾持桿；

每對所述底部夾持桿包括并排而且平行設(shè)置的兩個底部夾持桿；

試樣的頂部被兩個所述頂部夾持桿夾持住，試樣的底部被兩個所述底部夾持桿夾持住。

進(jìn)一步地，所述框體上設(shè)有定位所述夾持件的定位橫板，所述定位橫板水平設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述定位橫板包括：上定位橫板和位于所述上定位橫板下方的下定位橫板，所述上定位橫板對所述頂部夾持桿定位，所述下定位橫板對所述底部夾持桿定位。

進(jìn)一步地，所述上定位橫板的數(shù)目為多個，多個所述上定位橫板依次從上至下排布。

進(jìn)一步地，所述夾持件包括：上定位桿和下定位桿，所述上定位桿和下定位桿位于豎直平面內(nèi)；

試樣的頂部具有頂部穿孔，試樣的底部具有底部穿孔，所述上定位桿穿過所述頂部穿孔，所述下定位桿穿過底部穿孔，所述試樣在保持應(yīng)力狀態(tài)下豎直的固定在上定位桿和下定位桿上。

進(jìn)一步地，所述下定位桿的數(shù)目為多個，各所述下定位桿沿水平方向延伸，多個所述下定位桿依次從上至下排布。

進(jìn)一步地，所述上定位桿傾斜設(shè)置，所述上定位桿與水平方向的夾角為a，a大于0度小于30度。

進(jìn)一步地，a大于5度小于20度。

進(jìn)一步地，a大于8度小于16度。

本發(fā)明通過設(shè)置固定在所述框體上的夾持件夾持住試樣的兩端，通過所述夾持件被施加預(yù)定的拉力，能夠進(jìn)行在應(yīng)力施加的情況下進(jìn)行老化試驗(yàn)，從而得出在應(yīng)力施加的情況下，高分子材料的老化速度和老化行為的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的框體的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1的夾持件的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例1的夾持件的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的實(shí)施例1的定位橫板的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的實(shí)施例1的應(yīng)用于材料老化試驗(yàn)的應(yīng)力加載裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的實(shí)施例1的應(yīng)用于材料老化試驗(yàn)的應(yīng)力加載裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖；