本實用新型涉及一種多級高分子老化試樣加載框。

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，為了在實驗室中評價高分子材料在真實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)備對高分子材料進行條件一致的標(biāo)準(zhǔn)老化加速試驗。在高分子材料老化試驗中常進行紫外加速老化試驗，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，而無法對試樣進行加載，難以滿足試驗需要。

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

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種多級高分子老化試樣加載框，以解決無法在應(yīng)力施加的情況下進行老化試驗的問題。

為此，本實用新型提出一種多級高分子老化試樣加載框，所述多級高分子老化試樣加載框包括：

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。

進一步地，所述下定位桿上設(shè)有對試樣的底部定位的定位槽。

進一步地，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。

進一步地，a大于5度小于20度。

進一步地，a大于8度小于16度。

進一步地，所述上定位桿和下定位桿分別通過螺栓固定在所述框體上。

本實用新型通過設(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，能夠進行在應(yīng)力施加的情況下進行老化試驗，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驗數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的框體的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例的框體和夾持件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例的加載試樣后的框體和夾持件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例的加載試樣后的框體和夾持件的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型實施例的上定位桿的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型實施例的下定位桿的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號說明：

1.框體；7.試樣；12.上定位桿螺孔；13.下定位桿螺孔；14.上定位桿；15.下定位桿；141上定位桿螺紋；142上定位桿加載端；151.下定位桿螺紋；152下定位桿加載端；153.下定位桿固定槽

具體實施方式

為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型。

圖1至圖6示出了本實用新型實施例的多級高分子老化試樣加載框的結(jié)構(gòu)，

本實用新型的多級高分子老化試樣加載框(也稱為多級老化試樣加載裝置)包括：

用于設(shè)置在老化箱中的框體1，所述框體1豎直設(shè)置，可以為矩形或回字形，為夾持件提供支撐；

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7的兩端；并且所述夾持件被施加預(yù)定的拉力。在實施例中，夾持件為上定位桿14和下定位桿15。本實用新型通過設(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，能夠進行在應(yīng)力施加的情況下進行老化試驗，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驗數(shù)據(jù)。而目前的老化試驗，試樣是不加應(yīng)力或載荷的，本實用新型可以通過試驗機將試樣拉長，使得試樣承受加載的應(yīng)力，在保持應(yīng)力狀態(tài)下將試樣緊固在夾持件上，從而使得試樣固定在框體1上，然后進行后續(xù)的在保持應(yīng)力狀態(tài)下進行老化試驗。

實施例中，如圖2所示，所述夾持件包括：上定位桿14和下定位桿15，所述上定位桿和下定位桿位于一個平面內(nèi)，即豎直平面內(nèi)；

試樣7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。

進一步地，如圖2和圖3所示，所述下定位桿15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，可以固定不同加載狀況下的試樣，如 圖4所示，可以滿足不同加載狀況下試樣的夾持要求，可以進行不同應(yīng)力下試樣老化狀況的對比。

進一步地，所述上定位桿14傾斜設(shè)置，傾斜方向為向上傾斜，以防止滑脫；所述上定位桿14與水平方向的夾角為a，a大于0度小于30度。這樣既能防止試樣滑脫，又可以使試樣的上夾持段沿上定位桿加載端142滑動，改變試樣形變，從而改變試樣受力，可以在一定加載范圍內(nèi)，連續(xù)進行老化試驗，能夠適應(yīng)試樣在應(yīng)力條件變化的情況下進行老化試驗的狀況，可以得到較大范圍內(nèi)的連續(xù)應(yīng)力變化的試驗結(jié)果。

進一步地，a大于5度小于20度，以在適當(dāng)?shù)膽?yīng)力變化的范圍內(nèi)，得到較詳細(xì)的試驗數(shù)據(jù)。

進一步地，a大于8度小于16度，能夠在小幅度應(yīng)力變化的范圍內(nèi)，得到較詳細(xì)的試驗數(shù)據(jù)。例如，a為12度，可以滿足在一定加載條件下，應(yīng)力和老化過程的對應(yīng)關(guān)系的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

實施例的結(jié)構(gòu)和工作過程具體如下：

框體1為長方形的，如圖1和圖4所示，其上面鉆有一排四列上定位桿螺孔12，下面鉆有四排四列下定位桿螺孔13，下定位桿螺孔13選擇四排的原因主要是為了加載不同的應(yīng)力，以形成多級或多個檔次應(yīng)力的對比。

在使用時，將上定位桿14固定在框體1上，如圖5所示，其方式是將上定位桿螺紋141擰入上定位桿螺孔12中；同時將下定位桿15固定在在框體上，其方法是將下定位桿螺紋151擰在下定位桿螺孔13上。試樣在上下兩個夾持段打孔，使用時采用萬能實驗機將試樣拉長，使得試樣承受加載的應(yīng)力。在保持應(yīng)力狀態(tài)下將試樣上下夾持段的孔穿在上定位桿14和下定位桿15上，使得試樣7固定在裝置上，并且在萬能實驗機卸載后仍然保持應(yīng)力。此時，如圖6所示，試樣的下端位于下定位桿加載端152，并且卡在下定位桿固定槽153中，以防止試樣滑脫。如圖6所示，試樣上端由上定位桿加載端142穿過夾持段孔固定，為了防止試樣滑脫，同時可以輕微調(diào)整加載載荷，設(shè)定上定位桿14的中心線與框體正面(即試驗中受紫外輻照的表面)的面垂直線呈12°夾角。這樣即防止試樣滑脫，又可以使試樣的上夾持段沿上定位桿加載端142滑動，改變試樣形變，從而改變試樣受力。

本實用新型結(jié)構(gòu)較為簡單，與常規(guī)的紫外老化設(shè)備所配的試樣加載裝置具有類似的結(jié)構(gòu)，并像其一樣能在紫外光源下無遮擋暴露試樣的全部試驗段。并且能配合常規(guī)的紫外老化設(shè)備使用，實現(xiàn)在紫外老化過程中能進行不同程度的應(yīng)力加載條件的試驗的能力。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，并非用以限定本實用新型的范圍。 為本實用新型的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。