CN104075948A - 大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度测试方法,该方法采用标准力学试验方法还不能测试大于100℃高温条件下的***拉伸、压缩强度问题,采用了“***小试样及配套夹具设计”、“在高温力学试验箱内增加一个防爆箱装置”、“改变连接杆头部形状”、“防爆箱内增加热电偶传感器实时监测箱内温度”等方面的技术改进,建立了一种可实现大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度的测试方法,采用该方法可以安全测试大于100℃温度条件下***力学性能,即使在***试样发生***情况下,也不会对试验人员、试验设备和工房产生危害。
Description
技术领域
本发明涉及实验力学技术领域,具体涉及一种在大于100℃的高温度条件下的***拉伸、压缩强度测试方法。
背景技术
武器弹药在实际使用时可能会面临大于100℃的高温条件,因此,武器用***材料在研制和使用中需要测试其在大于100℃或更高温度条件下的力学性能数据。
目前***材料力学性能一般基于材料试验机及其配套温度箱进行测试,处于安全风险控制,高温力学性能测试时的温度上限为100℃,在高于100℃的高温度条件下,***存在***的风险,如HMX基PBX在接近200℃高温下持续一定时间将发生燃烧或***。由于***拉伸、压缩力学性能测试的标准试样分别是长度大于65mm哑铃形状和φ20mm×20mm圆柱状,其药量一般大于30g(TNT当量,后面相同)和10g,如果发生***,将会对测试工房、设备以及测试人员,产生很大危害,因此,目前还不能在大于100℃温度条件下测试***的力学性能。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,提供一种在***试样发生***情况下,也不会对试验人员、试验设备和工房产生危害的大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度测试方法。
为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度测试方法,所述的测试方法包括以下步骤:
(1)、将被测***成型为***压缩试样和***拉伸试样;所述***压缩试样质量小于200mg,所述***拉伸试样质量小于400mg;
(2)、测试***压缩试样和***拉伸试样尺寸;
(3)、将***压缩试样或***拉伸试样安装在试验夹具中,安装防爆箱的前挡板并紧固,再关闭温度箱门;所述防爆箱内设置有热电偶;
(4)、根据所需要的测试温度,设定温度箱控制温度,同时采用热电偶实时监测防爆箱内部温度;
(5)、打开试验机控制程序,设定拉伸强度或压缩强度测试程序,启动测试程序,对***压缩试样或***拉伸试样进行加载;
(6)、当完成加载程序后,试验停止,保存试验数据,卸载并停止温度箱加热,对防爆箱内温度进行降温度,打开温度箱和防爆箱前板,取出试验后的试样;
(7)、根据材料试验机测试到拉伸或压缩最大载荷、所测试的试样尺寸,计算出拉伸强度或压缩破坏强度。在耐高温防爆箱内放置一个热电偶传感器,实时监测防爆箱内的温度及其变化情况。
更进一步的技术方案是***压缩试样是薄片型哑铃结构,所述***拉伸试样是薄片型圆柱结构。
更进一步的技术方案是***压缩试样尺寸规格为7mm×3mm×13mm;***拉伸试样的尺寸规格为Φ5mm×5mm。将标准拉伸、压缩强度试样改变为Φ5mm×5mm小圆柱和7mm×3mm×13mm薄片型小哑铃的小试样,缩小试样尺寸后,压缩试样 质量将小于200mg,拉伸试样质量将小于400mg,这将大幅度减小试样发生***时的破坏力。
更进一步的技术方案是步骤(4)中还包括当防爆箱中心部位温度达到所需温度后,根据试验要求进行一定时间的恒温。
更进一步的技术方案是防爆箱内设置有下压杆,下压杆下端连接有下压杆压头;所述下压杆靠近下压杆压头位置是空心结构;所述防爆箱内设置有上压杆,上压杆上端连接有上压杆压头;所述上压杆压头靠近上压杆压头位置是空心结构。进一步降低试样***时对材料试验机横梁和电机的破坏。
更进一步的技术方案是防爆箱内设置有下拉杆,所述下拉杆上端连接有下拉杆拉头;所述下拉杆靠近下拉杆压头位置是空心结构;所述防爆箱内设置有上拉杆,所述上拉杆下端连接有上拉杆拉头;所述上拉杆靠近上拉杆拉头位置是空心结构。进一步降低试样***时对材料试验机横梁和电机的破坏。
更进一步的技术方案是防爆箱是耐高温防爆箱。
更进一步的技术方案是防爆箱外形尺寸为230mm×240mm×250mm,箱壁厚为5mm。该尺寸和壁厚可以对于不超过400mg***起爆时起到保护作用。
更进一步的技术方案是防爆箱箱体内外接缝处通过焊接密封。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明采用了“***小试样及配套夹具设计”、“在高温力学试验箱内增加一个防爆箱装置”、“改变连接杆头部形状”、“防爆箱内增加热电偶传感器实时监测箱内温度”等方面的技术改进,建立了一种可实现大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度的测试方法,采用该方法可以安全测试大于100℃温度条件下***力学性能,即使在***试样发生***情况下,也不会对试验人员、试验设备和工房产生危害。首先比较了常温下本发明所设计小试样与标准试样测试结果差异,如某HMX基PBX*** 的标准试样拉伸、压缩强度分别为6.00MPa±0.57MPa、41.20MPa±0.53MPa,本方法测试值结果为5.20MPa±0.93、43.80MPa±0.73MPa,从测试结果看两者差异较小,两者存在差异的主要因素是试样本身分散性的影响。采用本方法测试高温***力学性能时,只要将药量控制在400mg以内,试验是安全的。在2倍于控制药量情况下,试样发生防爆箱前后的外观情况,防爆箱外观没有什么变化,表明采用本发明测试***高温力学性能时可实现安全测试。
附图说明
图1为本发明一个实施例中***拉伸试样结构示意图。
图2为本发明一个实施例中拉伸强度测试夹具和防爆箱结构示意图。
图3为本发明一个实施例中压缩强度测试夹具和防爆箱结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
本发明的一个实施例测试大于100℃的高温度条件下的***拉伸、压缩强度包括以下步骤:
(1)将被测***按照相应成型工艺条件成型为***毛坯,在***毛坯上取样加工,***压缩试样为Φ5mm×5mm小圆柱,***拉伸试样为7mm×3mm×13mm薄片型小哑铃;如图1所示,***拉伸试样21的结构是哑铃结构形状。
(2)测试***拉伸试样、压缩试样的尺寸;
(3)开机并安装材料试验机的温度箱、拉伸或压缩试验夹具及防爆箱、热电偶等;如图2所示,拉伸强度测试夹具和防爆箱结构,防爆箱外形尺寸为230mm×240mm×250mm,箱壁厚为5mm。在做***拉伸试样的拉伸强度测试时使用, 防爆箱内设置有下拉头底11,防爆箱上部设置有防爆箱上开孔挡板15;防爆箱侧壁14设置在防爆箱一侧,防爆箱前端设置有前板18,前板上设置有前板固定螺孔13和前板固定螺母17;下拉头底座上方设置有下拉杆12,下拉杆上端连接有下拉杆拉头;防爆箱顶部内侧设置有上拉杆,上拉杆16下部设置有上拉杆拉头,***拉伸试样夹持在上拉杆拉头和下拉杆拉头之间。在耐高温防爆箱内放置一个热电偶传感器19,实时监测防爆箱内的温度及其变化情况。作为优选的实施例方案,下拉杆靠近下拉杆压头位置是空心结构;上拉杆靠近上拉杆拉头位置是空心结构。进一步降低试样***时对材料试验机横梁和电机的破坏。如图3所示,压缩强度测试夹具和防爆箱结构,在做***压缩试样的压缩强度测试时使用,防爆箱内设置有下拉头底1,防爆箱上部设置有防爆箱上开孔挡板5;防爆箱侧壁4设置在防爆箱一侧,防爆箱前端设置有前板8,前板上设置有前板固定螺孔3和前板固定螺母7;下拉头底座上方设置有上压杆2,上压杆上端连接有上压杆压头;防爆箱顶部内侧设置有下压杆6,下压杆6下部设置有下压杆压头,***拉伸试样夹持在下压杆压头和上压杆拉头之间。在耐高温防爆箱内放置一个热电偶传感器9,实时监测防爆箱内的温度及其变化情况。作为优选的实施例方案,上压杆靠近上压杆压头位置是空心结构;下压杆靠近下压杆拉头位置是空心结构。进一步降低试样***时对材料试验机横梁和电机的破坏。作为优选的实施方案,本实施例中防爆箱箱体与下连接头连接后内外接缝处焊死,固定环套近箱体4毫米处,不与盖板接触的一面接缝处焊死。
(4)将试样安装在试验夹具中,安装防爆箱的前挡板并固紧,再关闭温度箱门;
(5)根据所需要的测试温度,设定温度箱控制温度,同时采用热电偶实时监测防爆箱内部温度。当防爆箱中心部位温度达到所需温度后,根据试验要求 进行一定时间的恒温;
(6)打开试验机控制程序,设定拉伸强度、压缩强度测试程序,检测相关试验参数设置无误后,启动试验程序,对试样进行加载;
(7)当完成加载程序后,试验停止,保存试验数据,卸载并停止温度箱加热,当防爆箱内温度降到较低温度时,打开温度箱和防爆箱前板,取出试验后的试样;
(8)根据材料试验机测试到拉伸或压缩最大载荷、所测试的试样尺寸等计算出拉伸强度或压缩破坏强度。
本实施例在试验过程中,首先比较了常温下本发明所设计小试样与标准试样测试结果差异,如某HMX基PBX***的标准试样拉伸、压缩强度分别为6.00MPa±0.57MPa、41.20MPa±0.53MPa,本方法测试值结果为5.20MPa±0.93、43.80MPa±0.73MPa,从测试结果看两者差异较小,两者存在差异的主要因素是试样本身分散性的影响。采用本方法测试高温***力学性能时,只要将药量控制在400mg以内,试验是安全的。在2倍于控制药量情况下,试样发生防爆箱前后的外观情况没有什么变化,表明采用本发明测试***高温力学性能时可实现安全测试。本实施例针对采用标准力学试验方法还不能测试大于100℃高温条件下的***拉伸、压缩强度问题,采用了“***小试样及配套夹具设计”、“在高温力学试验箱内增加一个防爆箱装置”、“改变连接杆头部形状”、“防爆箱内增加热电偶传感器实时监测箱内温度”等方面的技术改进,建立了一种可实现大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度的测试方法,采用该方法可以安全测试大于100℃温度条件下***力学性能,即使在***试样发生***情况下,也不会对试验人员、试验设备和工房产生危害。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等, 指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述,但是,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说,在本申请公开权利要求的范围内,可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外,对于本领域技术人员来说,其他的用途也将是明显的。
Claims (9)
1.一种大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度测试方法,其特征在于:所述的测试方法包括以下步骤:
(1)、将被测***成型为***压缩试样和***拉伸试样;所述***压缩试样质量小于200mg,所述***拉伸试样质量小于400mg;
(2)、测试***压缩试样和***拉伸试样尺寸;
(3)、将***压缩试样或***拉伸试样安装在试验夹具中,安装防爆箱的前挡板并紧固,再关闭温度箱门;所述防爆箱内设置有热电偶;
(4)、根据所需要的测试温度,设定温度箱控制温度,同时采用热电偶实时监测防爆箱内部温度;
(5)、打开试验机控制程序,设定拉伸强度或压缩强度测试程序,启动测试程序,对***压缩试样或***拉伸试样进行加载;
(6)、当完成加载程序后,试验停止,保存试验数据,卸载并停止温度箱加热,对防爆箱内温度进行降温度,打开温度箱和防爆箱前板,取出试验后的试样;
(7)、根据材料试验机测试到拉伸或压缩最大载荷、所测试的试样尺寸,计算出拉伸强度或压缩破坏强度。
2.根据权利要求1所述的大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度测试方法,其特征在于所述的***压缩试样是薄片型哑铃结构,所述***拉伸试样是薄片型圆柱结构。
3.根据权利要求1或2所述的大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度测试方法,其特征在于所述的***压缩试样尺寸规格为7mm×3mm×13mm;***拉伸试样的尺寸规格为Φ5mm×5mm。
4.根据权利要求1所述的大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度测试方法,其特征在于所述的步骤(4)中还包括当防爆箱中心部位温度达到所需温度后,根据试验要求进行一定时间的恒温。
5.根据权利要求1所述的大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度测试方法,其特征在于所述的防爆箱内设置有下压杆,下压杆下端连接有下压杆压头;所述下压杆靠近下压杆压头位置是空心结构;所述防爆箱内设置有上压杆,上压杆上端连接有上压杆压头;所述上压杆压头靠近上压杆压头位置是空心结构。
6.根据权利要求1所述的大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度测试方法,其特征在于所述的防爆箱内设置有下拉杆,所述下拉杆上端连接有下拉杆拉头;所述下拉杆靠近下拉杆压头位置是空心结构;所述防爆箱内设置有上拉杆,所述上拉杆下端连接有上拉杆拉头;所述上拉杆靠近上拉杆拉头位置是空心结构。
7.根据权利要求1所述的大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度测试方法,其特征在于所述的防爆箱是耐高温防爆箱。
8.根据权利要求1或7所述的大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度测试方法,其特征在于所述的防爆箱外形尺寸为230mm×240mm×250mm,箱壁厚为5mm。
9.根据权利要求1所述的大于100℃温度条件下***拉伸与压缩强度测试方法,其特征在于所述的防爆箱箱体内外接缝处通过焊接密封。
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Legal Events
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---|---|---|---|
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PB01 | Publication | ||
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