[發(fā)明專利]一種橡膠材料的拉伸應(yīng)力松弛測試裝置及測試方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811061987.2
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN108827780A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋宏濤;高小鈴;張行泉;黃瑋;鄧盟坤;安友
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/06
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

本發(fā)明公開了一種橡膠材料的拉伸應(yīng)力松弛測試裝置及測試方法。該裝置包括樣品夾持模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，前者為固定樣品、調(diào)節(jié)樣品拉伸到預(yù)定伸長率的功能單元，后者為采集與時(shí)間對應(yīng)的拉伸應(yīng)力值的功能單元。該方法先將樣品夾持固定在樣品夾具固定和樣品夾具移動(dòng)端，通過旋轉(zhuǎn)夾具移動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕將樣品拉伸到預(yù)定伸長率，采集測試時(shí)間對應(yīng)的拉伸應(yīng)力值，再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可得出樣品拉伸應(yīng)力松弛曲線及不同服役時(shí)間對應(yīng)的應(yīng)力松弛率。該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡潔、實(shí)際操控方便，該方法為實(shí)時(shí)監(jiān)測方法，測試結(jié)果精準(zhǔn)，對其應(yīng)力松弛程度及演化趨勢的判斷快捷有效，尤其適用于評估需長期服役的材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料力學(xué)性能測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種橡膠材料的拉伸應(yīng)力松弛測試裝置及測試方法。

背景技術(shù)

隨著材料基因庫建設(shè)工作從各層面的逐步深入推進(jìn)，全面了解并掌握材料的性能參數(shù)至關(guān)重要，尤其是對于那些應(yīng)用在武器裝備、航空航天、能源技術(shù)等領(lǐng)域并需長期服役的先進(jìn)功能材料，必須在投入使用前，對材料的穩(wěn)定性進(jìn)行評估，因此研究材料在長期拉伸/壓縮應(yīng)力加載等特定環(huán)境下的性能效應(yīng)具有重要意義。從測試原理上講，應(yīng)力測試實(shí)驗(yàn)是要測試恒定形變下載荷（即加載其上的作用力）的衰減，但是由于力的測量必需通過材料形變反映出來，所以既要形變恒定又要測量力的變化，這是應(yīng)力松弛裝置設(shè)計(jì)及制造的難點(diǎn)。

中國專利文獻(xiàn)庫公開了張翠強(qiáng)等的《一種測量應(yīng)力松弛的系統(tǒng)及測量方法》（201810008595.3），但是，該方法主要用于土木領(lǐng)域測試金屬構(gòu)件；朱安明的《新型橡膠拉伸應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置》（201120228013.6）雖用于測試橡膠材料，但該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大，不便于進(jìn)行大批量材料的試驗(yàn)驗(yàn)證；敖銀勇等的《一種高能射線輻照下高分子聚合物拉伸應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn)裝置》（201620536105.3）則無法獲取連續(xù)性在線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，難以實(shí)現(xiàn)特殊環(huán)境可控條件下橡膠材料的長期性能研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的一個(gè)技術(shù)問題是提供一種橡膠材料的拉伸應(yīng)力松弛測試裝置，本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種橡膠材料的拉伸應(yīng)力松弛測試方法。

本發(fā)明的橡膠材料的拉伸應(yīng)力松弛測試裝置，其特點(diǎn)是，包括：

樣品夾持模塊，為固定樣品、調(diào)節(jié)樣品拉伸到預(yù)定伸長率的功能單元；所述的樣品夾持模塊位于裝置頂部，包括樣品夾具固定端、樣品放置區(qū)、滑軌、樣品夾具移動(dòng)端和夾具移動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕；所述的樣品放置區(qū)放置夾持的樣品，所述的滑軌的一端為固定端，固定端與樣品夾具固定端固定連接，滑軌的另一端為移動(dòng)端，移動(dòng)端與樣品夾具移動(dòng)端固定連接，夾具移動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕固定在滑軌的頂端，旋轉(zhuǎn)夾具移動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕，樣品夾具移動(dòng)端沿滑軌左右移動(dòng)。

數(shù)據(jù)采集模塊，為采集與時(shí)間對應(yīng)的拉伸應(yīng)力值的功能單元；所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括功能設(shè)置區(qū)、力學(xué)傳感器和數(shù)據(jù)顯示屏；所述的力學(xué)傳感器，連接在樣品壓盤固定端或樣品壓盤移動(dòng)端上，用于實(shí)時(shí)測試加載于樣品的拉伸應(yīng)力；所述的數(shù)據(jù)顯示屏，用于在線顯示在預(yù)定伸長率下加載于樣品的應(yīng)力數(shù)值及對應(yīng)的時(shí)間；所述的功能設(shè)置區(qū)，對力學(xué)傳感器獲得的數(shù)值進(jìn)行數(shù)值歸零、單位切換和數(shù)據(jù)輸出。

所述的樣品放置區(qū)設(shè)置有刻度尺，用于監(jiān)測樣品的拉伸伸長率。

所述的滑軌為封閉式溝槽。

本發(fā)明的橡膠材料的拉伸應(yīng)力松弛測試方法包括以下步驟：

a.將裁制好的樣品一端夾持在樣品夾具固定端，另一端夾持在樣品夾具移動(dòng)端，固定好樣品；

b.打開電源開關(guān)，將起始拉伸應(yīng)力Fa歸零；旋轉(zhuǎn)夾具移動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕，使樣品夾具移動(dòng)端沿滑軌向右側(cè)移動(dòng)，至樣品自然拉伸，此時(shí)數(shù)據(jù)顯示屏上開始顯示拉伸應(yīng)力數(shù)據(jù)；

c.繼續(xù)旋轉(zhuǎn)夾具移動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕，至樣品拉伸到預(yù)定伸長率，此時(shí)數(shù)據(jù)顯示屏上顯示的拉伸應(yīng)力數(shù)據(jù)記作F；30min后，對應(yīng)的拉伸應(yīng)力值記作F0，F(xiàn)0為樣品在預(yù)定伸長率下的初始拉伸應(yīng)力；