CN115824770A - 一种用于测量复合材料性能的试验工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于测量复合材料性能的试验工装，包括放置盒、加料机构；放置盒内部中空设置，放置盒用于放置环氧树脂；加料机构设于放置盒的上侧，用于将硅橡胶固化到环氧树脂的表面，进而用于对硅橡胶和环氧树脂的剪切力和剥离力进行试验，加料机构包括上板，上板上贯通插设有多个圆周均匀分布的加料管。本发明通过相应机构的设置，可以增加硅橡胶的固化速度，大大缩短了工作人员等待硅橡胶固化的时间，不仅可以节省工作人员宝贵的时间，提高工作人员的工作效率，还可以保证复合材料的正常实验进程，缩短复合材料的性能实验时间，以便对复合材料进行其他性能实验，大大提高复合材料的生产效率，提高生产者的经济收益。
Description
技术领域
本发明属于复合材料试验设备技术领域，具体涉及一种用于测量复合材料性能的试验工装。
背景技术
复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料，复合材料不仅可以保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能，因此，复合材料的使用非常的广泛，主要包括航空航天领域、汽车工业、化工、纺织和机械制造领域以及医学领域。
现有复合材料的基体材料主要分为金属和非金属两大类，其中，金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金；非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。为了准确掌握复合材料的相关性能，其在生产完成后，需要对复合材料的性能进行实验，例如公开号为CN110441231A的中国发明专利，公开了一种用于测量复合材料性能的试验装置及试验方法，其通过对相互粘合的硅橡胶和环氧树脂的剪切力和剥离力进行试验，以此来提高干式空心电抗器的机械性能和绝缘性能，便于用户进行使用。
但该试验装置在使用时，需要将硅橡胶加注到环氧树脂的表面，待硅橡胶静置固化后才能进行相关实验，由于硅橡胶的自然固化速度慢，工作人员需要花费较长的时间去等待硅橡胶的固化，不仅浪费了工作人员的时间，影响工作人员的工作效率，还容易耽误复合材料性能的正常实验进程，延长复合材料的性能实验时间，耽误复合材料的其他性能实验，大幅降低复合材料的生产效率，从而降低生产者的经济收益。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种用于测量复合材料性能的试验工装。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于测量复合材料性能的试验工装，以解决现有技术中硅橡胶因自然固化速度慢而影响复合材料性能实验的问题。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
一种用于测量复合材料性能的试验工装，包括放置盒、加料机构；
所述放置盒内部中空设置，所述放置盒用于放置环氧树脂；
所述加料机构设于所述放置盒的上侧，用于将硅橡胶固化到环氧树脂的表面，进而用于对硅橡胶和环氧树脂的剪切力和剥离力进行试验，所述加料机构包括上板，所述上板上贯通插设有多个圆周均匀分布的加料管，所述上板上端面中心处固定连接有第一拉杆，所述上板上端面固定连接有侧板，所述侧板上连接有第二拉杆，所述上板上安装有增固机构，用于加快硅橡胶的固化速度，大大缩短工作人员等待的时间。
进一步地，所述放置盒的外侧壁设有第一环形管，用于安装多个第一喷头，利用第一喷头产生外层空气幕；
所述第一环形管上连接有多个圆周均匀分布的连接管，所述第一环形管通过连接管与放置盒的内部相连通，放置盒内的空气通过连接管进入到第一环形管内，进而通过第一喷头喷射出。
进一步地，所述第一环形管上固定连接有多个圆周均匀分布的第一喷头，所述第一喷头平行于所述放置盒的侧壁设置，第一喷头用于产生平行与放置盒侧壁的空气幕，进而可以起到隔绝杂质的作用，避免杂质进入到放置盒内，避免杂质粘附到硅橡胶上，保证硅橡胶与环氧树脂的连接效果。
进一步地，所述加料管的数量为四个，用于加注硅橡胶，以便硅橡胶与环氧树脂的连接；
四个所述加料管均为导热金属材质，以便加热丝发热产生的热量能够传递给加料管，进而可以提高加料管内硅橡胶的固化速度。
进一步地，所述上板内开凿有容纳腔，用于容纳加热丝；
所述增固机构包括控制器，所述控制器上电性连接有加热丝，控制器用于控制加热丝发热，所述加热丝设于容纳腔内。
进一步地，所述上板上开凿有入气管，所述容纳腔通过入气管与外界相连通，外界的空气通过入气管可以进入到容纳腔内，保证加热丝对空气的加热效果；
所述入气管上安装有单向阀，用于单向控制空气的流动，避免容纳腔内热量的流失，降低热能资源的浪费率，起到节能环保的效果。
进一步地，所述上板内安装有第二环管，所述第二环管设于所述容纳腔的外侧，所述第二环管与容纳腔相连通，当容纳腔内的空气被加热丝加热时，容纳腔内压强变大，容纳腔内部分热气会进入到第二环管内。
进一步地，所述第二环管上连接有多个圆周均匀分布的输气管，所述输气管的数量与所述加料管相等，所述加料管的外侧包裹有包裹环，所述包裹环设于加料管位于所述放置盒内的侧壁上，且包裹环与输气管相连通，第二环管内的热气通过输气管进入到包裹环内，包裹环内的热气通过热辐射使得加料管升温，当加料管升温时，用于对加料管内的硅橡胶进行加热，大大提高硅橡胶的固化速度，避免工作人员长时间等待，大大节省了工作人员宝贵的时间。
进一步地，所述上板上安装有抽气泵，用于抽取容纳腔内的热气，利用热气形成内层空气幕；
所述抽气泵上连接有抽气管和排气管，所述抽气管贯通所述上板与所述容纳腔相连通，抽气管用于抽取容纳腔内的热气，排气管用于排出热气。
进一步地，所述排气管远离所述抽气泵的一端连接有第三环管，用于安装第二喷头，所述第三环管与所述上板侧壁之间连接有多个连接柱，所述第三环管上安装有多个圆周均匀分布的第二喷头，所述第二喷头倾斜设置，当第三环管内有热气时，热气经过第二喷头喷射出，用于形成内层空气幕，倾斜设置的空气幕不仅可以对包裹环进行加热，提高包裹环的热传递效率，还可以增温放置盒内部，增加硅橡胶与环氧树脂的连接效果。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过相应机构的设置，可以增加硅橡胶的固化速度，大大缩短了工作人员等待硅橡胶固化的时间，不仅可以节省工作人员宝贵的时间，提高工作人员的工作效率，还可以保证复合材料的正常实验进程，缩短复合材料的性能实验时间，以便对复合材料进行其他性能实验，大大提高复合材料的生产效率，提高生产者的经济收益。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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的附图。
图1是本申请一实施方式中一种用于测量复合材料性能的试验工装的部分结构示意图；
图2是图1中A处结构示意图；
图3是本申请一实施方式中一种用于测量复合材料性能的试验工装的部分结构正视图；
图4是本申请一实施方式中一种用于测量复合材料性能的试验工装的部分结构第一角度剖面图；
图5是图4中B处结构示意图；
图6是本申请一实施方式中一种用于测量复合材料性能的试验工装的部分结构第二角度剖面图；
图7是图6中C处结构示意图；
图8是图6中D处结构示意图。
图中：1.放置盒、101.第一环形管、102.连接管、103.第一喷头、2.加料机构、201.上板、202.加料管、203.第一拉杆、204.侧板、205.第二拉杆、206.容纳腔、207.加热丝、208.控制器、209.入气管、210.单向阀、211.第二环管、212.输气管、213.包裹环、3.抽气泵、301.抽气管、302.排气管、303.第三环管、304.第二喷头。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本发明公开了一种用于测量复合材料性能的试验工装，参图1-图8所示，包括放置盒1、加料机构2。
其中，放置盒1内部中空设置，放置盒1用于放置环氧树脂。
另外，放置盒1的外侧壁设有第一环形管101，用于安装多个第一喷头103，利用第一喷头103产生外层空气幕，外层空气幕不仅可以阻挡杂质，还可以起到隔热的作用，大大降低放置盒1内热量的流失速度，提高热量的利用率，进而可以起到节能环保的效果。
具体地，第一环形管101上连接有多个圆周均匀分布的连接管102，第一环形管101通过连接管102与放置盒1的内部相连通，使得放置盒1内的空气通过连接管102进入到第一环形管101内，进而通过第一喷头103喷射出，用于形成外层空气幕，同时连接管102还可以起到连接第一环形管101的作用，保证第一环形管101在使用时的牢固性。
此外，第一环形管101上固定连接有多个圆周均匀分布的第一喷头103，第一喷头103平行于放置盒1的侧壁设置，第一喷头103用于产生平行与放置盒1侧壁的外层空气幕，即图6所示的状态，外侧空气幕不仅可以起到隔绝杂质的作用，避免杂质进入到放置盒1内，进而避免杂质粘附到硅橡胶上，保证硅橡胶与环氧树脂的连接效果，同时，还可以起到隔热的作用，即大大降低放置盒1内热量的流失速度，保证放置盒1内热量对加料管202内硅橡胶的加热效果，大大提高硅橡胶的固化速度。
参图1-图8所示，加料机构2设于放置盒1的上侧，用于将硅橡胶固化到环氧树脂的表面，进而用于对硅橡胶和环氧树脂的剪切力和剥离力进行试验，加料机构2包括上板201，用于安装加料管202、第一拉杆203和侧板204，上板201上贯通插设有多个圆周均匀分布的加料管202，工作人员通过将硅橡胶加注到加料管202内，即可实现硅橡胶与环氧树脂的粘连。
其中，加料管202的数量为四个，用于加注硅橡胶，以便硅橡胶与环氧树脂的连接。
另外，四个加料管202均为导热金属材质，以便加热丝207运行产生的热量能够传递给加料管202，进而可以提高加料管202内硅橡胶的固化速度。
具体地，上板201上端面中心处固定连接有第一拉杆203，第一拉杆203与伸缩气缸相连接，当伸缩气缸收缩时，拉动第一拉杆203上升，进而可以带动上板201和加料管202上升，加料管202可以拉拽内部的硅橡胶，用于对硅橡胶的剥离力进行实验检测。
此外，上板201上端面固定连接有侧板204，用于连接第二拉杆205，侧板204上连接有第二拉杆205，第二拉杆205与另一伸缩气缸相连接，当伸缩气缸收缩时，通过第二拉杆205带动侧板204、上板201、加料管202进行平移，用于对加料管202内的硅橡胶进行剪切力的实验检测。
优选的，第一拉杆203、侧板204和第二拉杆205的位置参图1所示。
参图3-图8所示，上板201内开凿有容纳腔206，用于容纳加热丝207。
其中，上板201上安装有增固机构，用于产生热量，利用热量使得硅橡胶进行升温，进而可以加快硅橡胶的固化速度，大大缩短工作人员等待的时间。
另外，增固机构包括控制器208，控制器208上电性连接有加热丝207，控制器208用于控制加热丝207发热，以便产生热量，加热丝207设于容纳腔206内。
具体地，上板201上开凿有入气管209，容纳腔206通过入气管209与外界相连通，外界的空气通过入气管209可以进入到容纳腔206内，用于对容纳腔206内的空气进行补充，保证加热丝207对空气的持续加热效果。
此外，入气管209上安装有单向阀210，用于单向控制空气的流动，避免容纳腔206内热量的流失，降低热能资源的浪费，起到节能环保的效果。
参图2-图8所示，上板201内安装有第二环管211，第二环管211设于容纳腔206的外侧，第二环管211与容纳腔206相连通，当容纳腔206内的空气被加热丝207加热时，容纳腔206内压强变大，容纳腔206内部分热气会进入到第二环管211内。
其中，第二环管211上连接有多个圆周均匀分布的输气管212，输气管212的数量与加料管202相等，加料管202的外侧包裹有包裹环213，包裹环213设于加料管202位于放置盒1内的侧壁上，且包裹环213与输气管212相连通，第二环管211内的热气通过输气管212进入到包裹环213内，包裹环213内的热气通过热辐射使得加料管202升温，进而用于对加料管202内的硅橡胶进行加热，大大提高硅橡胶的固化速度，避免工作人员长时间等待，大大节省了工作人员宝贵的时间。
优选的，包裹环213也为导热金属材质，便于第二喷头304喷射的内层空气幕的加热，提高包裹环213的热传递效率，进一步节省硅橡胶的固化时间。
参图1-图8所示，上板201上安装有抽气泵3，用于抽取容纳腔206内的热气，利用热气形成内层空气幕，即图6所示的状态，内层空气幕用于加热包裹环213，同时用于加热放置盒1的内部，进一步提高硅橡胶的固化速度。
其中，抽气泵3上连接有抽气管301和排气管302，抽气管301贯通上板201与容纳腔206相连通，抽气管301用于抽取容纳腔206内的热气，排气管302用于排出热气。
另外，排气管302远离抽气泵3的一端连接有第三环管303，用于安装第二喷头304，第三环管303与上板201侧壁之间连接有多个连接柱，用于固定第三环管303。
具体地，第三环管303上安装有多个圆周均匀分布的第二喷头304，第二喷头304倾斜设置，当第三环管303内有热气时，热气经过第二喷头304喷射出，用于形成内层空气幕，倾斜设置的空气幕不仅可以对包裹环213进行加热，提高包裹环213的热传递效率，还可以增温放置盒1的内部，增加硅橡胶与环氧树脂的连接效果。
可选的，第二喷头304的倾斜角度为15-30°，优选的，第二喷头304的倾斜角度为20°，保证第二喷头304喷射的内侧空气幕可以充分与包裹环213侧壁相接触，同时还可以加热放置盒1的内部的作用，还可以起到隔热的作用，避免热量的流失，使得包裹环213向外释放的热量能够内锁在内侧空气幕内，避免热量的流失。
具体使用时，工作人员将环氧树脂放置到放置盒1内，将硅橡胶加入到加料管202内，使得加料管202内的硅橡胶能够与环氧树脂粘连，通过控制器208控制加热丝207运行，加热丝207运行时会产生热量；
随着加热丝207运行时间的逐渐增加，容纳腔206内的部分热气会进入到第二环管211内，第二环管211内的热气经过输气管212进入到包裹环213内，由于加料管202为导热金属材质，包裹环213内的热气会对加料管202进行热传递，使得加料管202升温，升温的加料管202会加热内部的硅橡胶，进而可以起到加快硅橡胶固化速度的作用；
在加热丝207运行一端时间后，打开抽气泵3，抽气泵3通过抽气管301抽取容纳腔206内的热气，热气经过排气管302进入到第三环管303内，在第三环管303上多个倾斜第二喷头304的作用下喷射出，形成内层空气幕，即图4所示的状态，内层空气幕可以直接与包裹环213接触，由于内层空气幕具有一定的温度，内层空气幕可以加热包裹环213，提高包裹环213的升温效率，进而可以提高包裹环213的热传递效率，缩短包裹环213对加料管202的加热时间，从而可以缩短硅橡胶的固化时长；
当内层空气幕喷射出时，会与放置盒1内部的环氧树脂相接触，环氧树脂用于改变内层空气幕的运动方向，使得内侧空气幕可以平铺在环氧树脂的表面，并沿着环氧树脂向四周流动，环氧树脂表面的空气用于起到保护环氧树脂的作用，避免杂质的粘附，降低杂质对硅橡胶与环氧树脂连接的影响；
向四周分散的空气通过连接管102进入到第一环形管101内，在第一环形管101内多个第一喷头103的作用下形成外层空气幕，外层空气幕与放置盒1的侧壁相平行，外层空气幕用于隔绝杂质，避免杂质进入到放置盒1内部，同时用于起到隔温的作用，避免热量的流失，大大提高热量的利用效率，保证热量对硅橡胶的加热效果，从而可以提高硅橡胶的固化速度；
当硅橡胶固化完成后，通过拉动第一拉杆203上升，进而可以带动上板201和加料管202上升，加料管202可以拉拽内部的硅橡胶，用于对硅橡胶的剥离力进行实验检测，通过第二拉杆205带动侧板204、上板201、加料管202进行平移，用于对加料管202内的硅橡胶进行剪切力的实验检测，完成硅橡胶与环氧树脂的剪切力和剥离力的试验。
由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
本发明通过相应机构的设置，可以增加硅橡胶的固化速度，大大缩短了工作人员等待硅橡胶固化的时间，不仅可以节省工作人员宝贵的时间，提高工作人员的工作效率，还可以保证复合材料的正常实验进程，缩短复合材料的性能实验时间，以便对复合材料进行其他性能实验，大大提高复合材料的生产效率，提高生产者的经济收益。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种用于测量复合材料性能的试验工装，其特征在于，包括：
放置盒，所述放置盒内部中空设置，所述放置盒用于放置环氧树脂；
加料机构，设于所述放置盒的上侧，用于将硅橡胶固化到环氧树脂的表面，进而用于对硅橡胶和环氧树脂的剪切力和剥离力进行试验；
其中，所述加料机构包括上板，所述上板上贯通插设有多个圆周均匀分布的加料管，所述上板上端面中心处固定连接有第一拉杆，所述上板上端面固定连接有侧板，所述侧板上连接有第二拉杆，所述上板上安装有增固机构，用于加快硅橡胶的固化速度，大大缩短工作人员等待的时间。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量复合材料性能的试验工装，其特征在于，所述放置盒的外侧壁设有第一环形管，所述第一环形管上连接有多个圆周均匀分布的连接管，所述第一环形管通过连接管与放置盒的内部相连通。
3.根据权利要求2所述的一种用于测量复合材料性能的试验工装，其特征在于，所述第一环形管上固定连接有多个圆周均匀分布的第一喷头，所述第一喷头平行于所述放置盒的侧壁设置。
4.根据权利要求1所述的一种用于测量复合材料性能的试验工装，其特征在于，所述加料管的数量为四个，四个所述加料管均为导热金属材质。
5.根据权利要求1所述的一种用于测量复合材料性能的试验工装，其特征在于，所述上板内开凿有容纳腔，所述增固机构包括控制器，所述控制器上电性连接有加热丝，所述加热丝设于容纳腔内。
6.根据权利要求5所述的一种用于测量复合材料性能的试验工装，其特征在于，所述上板上开凿有入气管，所述容纳腔通过入气管与外界相连通，所述入气管上安装有单向阀。
7.根据权利要求6所述的一种用于测量复合材料性能的试验工装，其特征在于，所述上板内安装有第二环管，所述第二环管设于所述容纳腔的外侧，所述第二环管与容纳腔相连通。
8.根据权利要求1所述的一种用于测量复合材料性能的试验工装，其特征在于，所述第二环管上连接有多个圆周均匀分布的输气管，所述输气管的数量与所述加料管相等，所述加料管的外侧包裹有包裹环，所述包裹环设于加料管位于所述放置盒内的侧壁上，且包裹环与输气管相连通。
9.根据权利要求1所述的一种用于测量复合材料性能的试验工装，其特征在于，所述上板上安装有抽气泵，所述抽气泵上连接有抽气管和排气管，所述抽气管贯通所述上板与所述容纳腔相连通。
10.根据权利要求9所述的一种用于测量复合材料性能的试验工装，其特征在于，所述排气管远离所述抽气泵的一端连接有第三环管，所述第三环管与所述上板侧壁之间连接有多个连接柱，所述第三环管上安装有多个圆周均匀分布的第二喷头，所述第二喷头倾斜设置。
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