專利名稱：基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及塑料薄膜的力學(xué)測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗方法與裝置。
背景技術(shù)：
[0002]塑料薄膜(厚度< O. 5mm)在恒定應(yīng)變速率 的變形過程中的真實應(yīng)力σ和真實應(yīng) ^ ,是塑料薄膜的一項重要力學(xué)參數(shù)。[0003]傳統(tǒng)的塑料薄膜拉伸試驗機上，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[0004]一、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f拉伸試驗。[0005]二、在普通拉伸試驗機上附加程序控制設(shè)備以隨時改變V而對#進行自動控制。[0006]以上兩種方法的缺點是精度不高；特別是當V較大時，造成誤差會過大。此外，塑料薄膜的高溫力學(xué)性能測試存在如下困難薄膜在玻璃化溫度Tg以后，由于材料變軟變粘，對材料的夾持將越來越困難。發(fā)明內(nèi)容[0007]本發(fā)明的發(fā)明目的是針對現(xiàn)有塑料薄膜單向拉伸試驗方法與裝置的技術(shù)不足，提供一種基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗裝置。[0008]進一步地，提供一種基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗方法。[0009]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為[0010]提供一種基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗裝置，包括電熱系統(tǒng)、驅(qū)動機構(gòu)、拉伸機構(gòu)與計算機；電熱系統(tǒng)包括恒溫箱，拉伸機構(gòu)置于恒溫箱內(nèi)；所述拉伸機構(gòu)包括底板及置于底板上的圓柱形滾筒、支架、滾動軸承、豎直槽、導(dǎo)軌、夾具與壓板；所述圓柱形滾筒的兩端通過滾動軸承設(shè)于支架上；所述豎直槽通過滑塊設(shè)于導(dǎo)軌上并可沿導(dǎo)軌滑動，所述夾具設(shè)于豎直槽上；所述夾具上開有半圓柱凹槽，所述壓板具有與半圓柱凹槽配合的半圓柱凸臺；用于固定塑料薄膜試樣；所述圓柱形滾筒的主軸穿過恒溫箱箱體與驅(qū)動機構(gòu)連接，所述主軸上還設(shè)有拉力傳感器，所述拉力傳感器與計算機連接。[0011]優(yōu)選地，所述拉伸機構(gòu)還包括滾筒壓板，所述圓柱形滾筒的中部設(shè)有用于與滾筒壓板配合的平面，所述滾筒壓板通過螺栓固定在該平面上。[0012]優(yōu)選地，所述夾具與壓板的配合面之間設(shè)有薄膜墊片。[0013]優(yōu)選地，所述電熱系統(tǒng)包括加熱裝置、測溫裝置及溫度傳感器，所述加熱裝置、測溫裝置及溫度傳感器均置于恒溫箱內(nèi)，且三者之間電連接；所述溫度傳感器還與計算機連接。[0014]優(yōu)選地，所述恒溫箱包括箱體及箱體蓋，恒溫箱體及恒溫箱體蓋均包裹有泡沫。優(yōu)選地，所述夾具通過螺栓固定安裝于豎直槽上。優(yōu)選地，所述壓板通過螺栓固定安裝于夾具上。進一步地，提供一種基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗方法，包括如下 步驟(1)打開箱體蓋，松開用于固定豎直槽與導(dǎo)軌的螺栓；以導(dǎo)軌上的刻度為基準，移 動安裝在導(dǎo)軌上的滑塊，從而移動豎直槽，進而調(diào)整塑料薄膜的標距；標距確定后，捏緊螺 栓；(2)松開用于固定豎直槽與夾具的螺栓以及用于固定夾具與壓板的螺栓，把塑料 薄膜的一端夾持在夾具與壓板之間，并在塑料薄膜和壓板之間加上薄膜墊片使其緊密結(jié) 合，接著，擰緊用于固定夾具與壓板的螺栓；(3)松開用于固定圓柱形滾筒和滾筒壓板的螺栓，將塑料薄膜繞滾筒一周并穿在 圓柱形滾筒及滾筒壓板之間；接著，擰緊用于固定圓柱形滾筒和滾筒壓板的螺栓；(4)上下移動夾具，同時微微旋轉(zhuǎn)圓柱形滾筒，使塑料薄膜和底面保持平行，擰緊 用于固定豎直槽與夾具的螺栓；(5)蓋上箱體蓋，使裝置保持密封；開啟電熱系統(tǒng)的加熱裝置，然后通過溫度傳感 器的數(shù)據(jù)確定瞬時溫度值，并根據(jù)該瞬時溫度值調(diào)節(jié)電熱系統(tǒng)的功率；使恒溫箱的內(nèi)部溫 度在測量過程中保持不變；(6)啟動驅(qū)動機構(gòu)的電機，設(shè)定電機轉(zhuǎn)速，使圓柱形滾筒以勻角速度轉(zhuǎn)動；(7)在恒應(yīng)變速率的拉伸作用下，塑料薄膜發(fā)生塑性變形，拉力傳感器將拉力數(shù)據(jù) 傳輸給計算機，計算機分析后得出精確數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，設(shè)滾筒中心線與夾具左端面之間的距離為塑料薄膜標定線的初始長度 4，瞬時長度為Z ;拉伸初始時間為0，拉伸瞬時時間為t ;塑料薄膜初始寬度為凡，初始厚度 為&，初始截面面積為4，瞬時截面面積為；圓柱形滾筒直徑為久轉(zhuǎn)速為#，圓周線速 度為K，瞬時測量得到的扭矩為；塑料薄膜瞬時受到的單向拉伸力為/Yd，瞬時真實應(yīng)
變?yōu)椤?(◎，瞬時真實應(yīng)力為, Hencky應(yīng)變速率為i;假設(shè)滾筒在恒定轉(zhuǎn)速F下旋轉(zhuǎn)運
動，則
權(quán)利要求1.一種基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗裝置，其特征在于包括電熱系統(tǒng)、驅(qū)動機構(gòu)、拉伸機構(gòu)與計算機；電熱系統(tǒng)包括恒溫箱，拉伸機構(gòu)置于恒溫箱內(nèi)；所述拉伸機構(gòu)包括底板及置于底板上的圓柱形滾筒、支架、滾動軸承、豎直槽、導(dǎo)軌、夾具與壓板； 所述圓柱形滾筒的兩端通過滾動軸承設(shè)于支架上；豎直槽通過滑塊設(shè)于導(dǎo)軌上并可沿導(dǎo)軌滑動，夾具設(shè)于豎直槽上；所述夾具上開有半圓柱凹槽，所述壓板具有與半圓柱凹槽配合的半圓柱凸臺，用于固定塑料薄膜試樣；所述圓柱形滾筒的主軸穿過恒溫箱箱體與驅(qū)動機構(gòu)連接，所述主軸上還設(shè)有拉力傳感器，所述拉力傳感器與計算機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗裝置，其特征在于所述拉伸機構(gòu)還包括滾筒壓板，所述圓柱形滾筒的中部設(shè)有用于與滾筒壓板配合的平面，所述滾筒壓板通過螺栓固定在該平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗裝置，其特征在于所述夾具與壓板的配合面之間設(shè)有薄膜墊片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗裝置，其特征在于所述電熱系統(tǒng)包括加熱裝置、測溫裝置及溫度傳感器，所述加熱裝置、測溫裝置及溫度傳感器均置于恒溫箱內(nèi)，且三者之間電連接；所述溫度傳感器還與計算機連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗裝置，其特征在于所述恒溫箱包括箱體及箱體蓋，恒溫箱體及恒溫箱體蓋均包裹有泡沫。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗裝置，其特征在于所述夾具通過螺栓固定安裝于豎直槽上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗裝置，其特征在于所述壓板通過螺栓固定安裝于夾具上。
專利摘要本實用新型公開了一種基于恒定應(yīng)變速率的塑料薄膜單向拉伸試驗裝置，包括電熱系統(tǒng)、驅(qū)動機構(gòu)、拉伸機構(gòu)與計算機。電熱系統(tǒng)包括恒溫箱，拉伸機構(gòu)置于恒溫箱內(nèi)；拉伸機構(gòu)包括底板及置于底板上的圓柱形滾筒、支架、滾動軸承、豎直槽、導(dǎo)軌、夾具與壓板；圓柱形滾筒的兩端通過滾動軸承設(shè)于支架上；豎直槽通過滑塊設(shè)于導(dǎo)軌上并可沿導(dǎo)軌滑動，夾具設(shè)于豎直槽上；夾具上開有半圓柱凹槽，壓板一面具有與半圓柱凹槽配合的半圓柱凸臺；用于固定塑料薄膜試樣；滾筒的主軸穿過恒溫箱箱體與驅(qū)動機構(gòu)連接，主軸上還設(shè)有拉力傳感器，拉力傳感器與計算機連接。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。
文檔編號G01N3/08GK202814794SQ20122047531
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者陳松茂, 林志生, 陳光活, 劉文俊 申請人:華南理工大學(xué)