CN110426280A - 一种测试超弹材料粘接性能的装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测试超弹材料粘接性能的装置及试验方法；所述装置包括超弹材料、温控箱；所述温控箱为六面盒体结构，所述温控箱底部内侧中心位置设有下拉伸夹具，所述下拉伸夹具上方夹持有T型板，所述T型板上方设有被粘接板；所述被粘接板和所述T型板通过凹形卡扣连接；所述被粘接板上方粘接有超弹材料，所述超弹材料一端粘接在被粘接板上，另一端连接上拉伸夹具，所述上拉伸夹具连接有电子万能试验机；所述温控箱的内部侧壁上设有温度传感器；所述试验方法为得到在恒定温度下的拉伸力与位移之间的关系曲线，通过对力‑‑位移拉伸曲线进行分析，估算出超弹材料粘合强度值；本发明可以测试不同温度下超弹材料的粘接性能。
Description
技术领域
本发明属于超弹材料恒温粘接性能测试技术领域，尤其涉及一种测试超弹材料粘接性能的装置及试验方法。
背景技术
超弹材料与金属材料的结合有多种形式，其中采用机械连接时超弹材料不能承受较大的载荷，通常采用粘胶的方法使超弹材料与金属材料进行结合，不同表面粗糙度的金属与超弹材料粘合所对应的粘接性能也有所不同。
粘合性能的测试通常采用浮辊法进行测试，该方法主要是针对刚性金属与挠性金属之间粘合强度的测定，其测试时剥离角度不是垂直剥离，不能精确地测试出粘合强度值，同时该方法不适用于超弹材料，并且不能测试特定温度下的粘接性能。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有试验方法中所存在的测试结果精确度不足及不能改变测试环境温度的问题，结合温控箱在电子万能试验机和自制简易装置上提供一种测试超弹材料粘接性能的装置及试验方法，本装置及试验方法可以做到在不同的温度下进行试验，并且制样及测试简单、测试结果比较精确。
本发明提供如下技术方案：
一种测试超弹材料粘接性能的装置，所述装置包括超弹材料、温控箱；所述温控箱为六面盒体结构，所述温控箱底部内侧中心位置设有下拉伸夹具，所述下拉伸夹具上方夹持有T型板，所述T型板上方设有被粘接板；所述被粘接板和所述T型板通过凹形卡扣连接；所述被粘接板上方粘接有超弹材料，所述超弹材料一端粘接在被粘接板上，另一端连接上拉伸夹具，所述上拉伸夹具连接有电子万能试验机；所述温控箱的内部侧壁上设有温度传感器。
所述温控箱外部还设有支架，所述支架底部设有电机；所述上拉伸夹具还能够连接丝线的一端，所述丝线通过滑轮与电机连接；所述丝线上设有拉力传感器，所述拉力传感器固定在丝线的中间且能够在支架上左右滑动。
优选的，所述T型板左右对称，且所述T型板和所述被粘接板的长度相同，所述T型板的宽度大于或等于所述被粘接板的宽度。
优选的，所述超弹材料的粘接一端距被粘接板距离中心位置4-10mm。
优选的，所述支架呈“T型结构”
优选的，本发明还提供一种测试超弹材料粘接性能装置的试验方法，包括如下步骤：
S1：将温控箱装配到电子万能试验机上；将超弹材料的一端从被粘接板距离中心位置4-10mm处通过粘接剂粘接到被粘接板上面，直至粘接牢固；
S2：采用凹形卡扣将被粘接板与T型板机械连接在一起。将T型板夹持到温控箱内的下拉伸夹具上，将橡胶材料的另一自由端夹持到万能试验机的上拉伸夹具上，施加一定的预紧力；
S3：设置温控箱的温度至一个设定值，等待温度传感器采集的温度数据稳定并保持一定的设定时间；
S4：然后将电子万能试验机的位移值和力值清零后以设定的速度开始拉伸，得到在恒定温度下的拉伸力与位移之间的关系曲线；
S5：通过对力--位移拉伸曲线进行分析，拉伸力随着位移的增加，力值先迅速增加到一个峰值，然后逐渐下降到一个对应90°为剥离状态，此时拉伸力值F0，由此推导出超弹材料的粘合强度。
优选的，本发明提供一种测试超弹材料粘接性能装置的试验方法还包括以下步骤：
S6：所述超弹材料的自由端夹持到支架的上夹具上，上夹具与丝线的一端固定，拉力传感器固定在丝线的中间并能够在支架上左右滑动，丝线经过滑轮与电机连接；
S7：通过电机的转动带动丝线运动，超弹材料的自由端被向上拉伸，通过拉力传感器可以得到在恒定温度下的拉伸力与位移之间的关系曲线。
优选的，S4步骤能够通过S6和S7实现并代替。
优选的，所述超弹材料的粘合强度值Q满足一下关系：
上述式中，Q为单位宽度的粘合强度，kN/m；F0为试验过程中拉伸力的最低值，kN；b为超弹材料的宽度，m。
优选的，根据超弹材料在从被粘接板剥离状态时的拉伸力值F0，和超弹材料的宽度，由公式能够直观的算出超弹材料的粘合强度值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明一种测试超弹材料粘接性能的装置及试验方法，能够对各种超弹材料进行粘接性能测试。
(2)本发明一种测试超弹材料粘接性能的装置及试验方法，能够测试不同温度下超弹材料的粘接性能；能够在电子万能试验机上进行试验，提高测试效率。
(3)本发明一种测试超弹材料粘接性能的装置及试验方法，可以通过拉力传感器和电机的组合进行试验，操作简单；。
(4)本发明一种测试超弹材料粘接性能的装置及试验方法，通过限定Q、F0、b之间的关系，粘合强度测试数据更加直观计算得到，简化测试过程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明一种测试超弹材料粘接性能装置及试验方法的主视图。
图2是本发明一种测试超弹材料粘接性能装置及试验方法的试验时力--位移曲线示意图。
图3是本发明一种测试超弹材料粘接性能装置及试验方法的第二实施例示意图。
图中：1、超弹材料；2、凹形卡扣；3、被粘接板；4、T型板；5、下拉伸夹具；6、上拉伸夹具；7、温控箱；8、温度传感器；9、丝线；10、滑轮；11、拉力传感器；12、电机；13、支架。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式；基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1-2所示，将温控箱7装配到电子万能试验机上；将20mm宽度和2mm厚度的橡胶超弹材料1的一端从被粘接板3距离中心位置5mm处通过粘接剂粘接到被粘接板3上面，直至粘接牢固。采用凹形卡扣2将被粘接板3与T型板4机械连接在一起；将T型板4夹持到温控箱7内的下拉伸夹具5上，将橡胶材料的另一自由端夹持到万能试验机的上拉伸夹具6上，施加1N的预紧力；设置温控箱77的温度至一个设定值(如40℃)，等待温度传感器8采集的温度数据稳定在40±0.1℃并保持60s的时间，然后将电子万能试验机的位移值和力值清零后以100mm/min的速度开始拉伸，得到在恒定40℃下的拉伸力与位移之间的关系曲线，其示意图见图2，通过对力-位移拉伸曲线进行分析，得到对应橡胶超弹材料190°剥离时的拉伸力值F0＝165N，经公式Q＝F0/b计算可知，单位宽度的粘合强度值为8.25kN/m。
实施例二：
如图2-3所示，将温控箱7与支架13装配在一起，将20mm宽度和2mm厚度的橡胶材料的一端从被粘接板3距离中心位置5mm处通过粘接剂粘接到被粘接板3上面，直至粘接牢固。采用凹形卡扣2将被粘接板3与T型板4机械连接在一起；将T型板4夹持到温控箱7内的下固定夹具上，将橡胶材料的另一自由端夹持到上夹具上，打开电机12通过丝线9和滑轮10对上夹具施加向上的拉力，力值由拉力传感器11获取，施加1N左右的拉力；设置温控箱7的温度至一个设定值(如40℃)，等待温度传感器8采集的温度数据稳定在40±0.1℃并保持60s的时间，然后打开电机12以100mm/min(转速与收线轴的外径转换得到)的速度带动丝线9开始对橡胶材料进行拉伸，收集拉力传感器11的数据，得到在恒定40℃下的拉伸力与位移之间的关系曲线，其示意图见图2，通过对力——位移拉伸曲线进行分析，得到橡胶超弹材料1对应90°剥离时的拉伸力值F0＝160N，经公式Q＝F0/b计算可知，单位宽度的粘合强度值为8kN/m。
通过上述技术方案得到的装置是一种测试超弹材料粘接性能的装置及试验方法，本装置及试验方法可以做到在不同的温度下进行试验，并且制样及测试简单、测试结果比较精确。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种测试超弹材料粘接性能的装置，所述装置包括超弹材料(1)、温控箱(7)；其特征在于，所述温控箱(7)为六面盒体结构，所述温控箱(7)底部内侧中心位置设有下拉伸夹具(5)，所述下拉伸夹具(5)上方夹持有T型板(4)，所述T型板(4)上方设有被粘接板(3)；所述被粘接板(3)和所述T型板(4)通过凹形卡扣(2)连接；所述被粘接板(3)上方粘接有超弹材料(1)，所述超弹材料(1)一端粘接在被粘接板(3)上，另一端连接上拉伸夹具(6)，所述上拉伸夹具(6)连接有电子万能试验机；所述温控箱(7)的内部侧壁上设有温度传感器(8)；
所述温控箱(7)外部还设有支架(13)，所述支架(13)底部设有电机(12)；所述上拉伸夹具(6)连接丝线(9)的一端，所述丝线(9)通过滑轮(10)与电机(12)连接；所述丝线(9)上设有拉力传感器(11)，所述拉力传感器(11)固定在丝线(9)的中间且能够在支架(13)上左右滑动。
2.根据权利要求1所述一种测试超弹材料粘接性能的装置，其特征在于，所述T型板(4)左右对称，且所述T型板(4)和所述被粘接板(3)的长度相同，所述T型板(4)的宽度大于或等于所述被粘接板(3)的宽度。
3.根据权利要求1或2所述一种测试超弹材料粘接性能的装置，其特征在于，所述超弹材料(1)的粘接一端距被粘接板(3)距离中心位置4-10mm。
4.根据权利要求1或3所述一种测试超弹材料粘接性能的装置，其特征在于，所述支架(13)呈“T型结构”。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述测试超弹材料粘接性能装置的试验方法，其特征在于，该试验方法包括如下步骤：
S1：将温控箱(7)装配到电子万能试验机上；将超弹材料(1)的一端从被粘接板(3)距离中心位置4-10mm处通过粘接剂粘接到被粘接板(3)上面，直至粘接牢固；
S2：采用凹形卡扣将被粘接板(3)与T型板(4)机械连接在一起。将T型板(4)夹持到温控箱(7)内的下拉伸夹具(5)上，将橡胶材料的另一自由端夹持到万能试验机的上拉伸夹具(6)上，施加一定的预紧力；
S3：设置温控箱(7)的温度至一个设定值，等待温度传感器采集的温度数据稳定并保持一定的设定时间；
S4：然后将电子万能试验机的位移值和力值清零后以设定的速度开始拉伸，得到在恒定温度下的拉伸力与位移之间的关系曲线；
S5：通过对力--位移拉伸曲线进行分析，拉伸力随着位移的增加，力值先迅速增加到一个峰值，然后逐渐下降到一个对应90°为剥离状态，此时拉伸力值F0，由此推导出超弹材料(1)的粘合强度。
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