专利名称：一种多功能管材长期性能试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多功能管材长期性能试验装置。
背景技术：
在一定温度条件下，弹性固体都会表现出粘弹性性能，而部分高分子聚合物和聚合物基复合材料在常温下就表现出明显的粘弹性材料。随着越来越多的材料高温使用条件要求及聚合物基复合材料结构的广泛应用，需要对材料的粘弹性能进行更深入的研究。蠕变是粘弹性材料的基本性质之一，即在恒定荷载下其应变会不断增加，直至发生破坏。而以这些材料构成的工程结构都是有一定的使用寿命要求的，必须在其使用寿命内确保不会因蠕变发生破坏，因此需要获得材料在恒定荷载下的基本长期性能指标。对于管材结构而言，主要承受的是内压拉伸作用和外压的环弯曲变形，因此需要对管材在这两种作用下的长期性能分别进行试验，这样才能进行合理的设计。
目前对材料在恒定荷载作用下的长期拉伸性能试验一般是采用直接在材料下部挂重物的方法，这种方法所加荷载有限，对于一些强度比较高的材料，如玻璃纤维增强塑料，在标准试样下可能需要高达好几吨的荷载，一方面这好几吨的重物无法直接挂到试样下方，另一方面需要同时对大量的试样进行试验，所需重物的总重将是非常庞大的。另外有些试验设备，如一般的材料试验机，可以通过机械、液压等方式比较方便的提供较大的恒定拉伸荷载，但其价格太高，不可能同时购置多台仅用于长期拉伸试验。此外，一般的简易加载设备，如千斤顶等，在加载过程中不能保持为恒定荷载，不能自动记录试验结果，需要实验人员值守，工作量大，试验精度低。一般的拉伸长期性能试验不能反映管材环形受力的特定，而当前对于管材在内压作用下的长期性能一般都采用静水压试验系统，该装置又非常复杂，且只能做内压试验。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足而提供一种简单方便、经济适用、可靠高效的能够同时用于材料长期环向受拉和长期径向受压的多功能管材长期性能试验装置。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是一种多功能管材长期环向拉伸性能试验装置，其特征在于包括有底座、支撑杆、横杆、T形销钉和加载重物，其中，底座与支撑杆由嵌在底座滑槽中的固定螺栓连接，调升降螺杆置于支撑杆中间的空间中，以使支撑杆进行上下伸缩，在支撑杆的一侧远离加载重物一端还设置有下夹具、上夹具、上分离盘、下分离盘和T形销钉，其中下夹具和T形销钉由销钉连接，T形销钉嵌在底座滑槽中，以进行横向的滑动，横杆与支撑杆及上夹具通过销钉相连，且上夹具与上分离盘、下分离盘与下夹具之间亦采用销钉连接，上分离盘和下分离盘之间用于放置环形试样，所述的加载重物置于与横杆上并采用柔索连接。一种多功能管材长期径向压缩性能试验装置，其特征在于包括有底座、支撑杆、调升降螺杆、横杆和加载重物，其中，底座与支撑杆由嵌在底座滑槽中的固定螺栓连接，调升降螺杆置于支撑杆中间的空间中，以使支撑杆进行上下伸缩，在支撑杆的一侧靠近加载重物一端还设置有下压垫块、可升降上压垫块和T形销钉，其中T形销钉与下压垫块相连且嵌在底座滑槽中，横杆与支撑杆及可升降上压垫块由销钉连接，可升降上压垫块和下垫块之间用于放置环形试样，所述的加载重物置于与横杆上并采用柔索连接。本实用新型的多功能管材长期性能试验装置的环向拉伸试验方法，包括有以下步骤I)将上分离盘和下分离盘置于环形试样中间，然后用销钉分别连接上夹具和上分离盘8、下夹具和下分离盘；2)加载试验之前，提前启动试验中的数据采集装置和计时装置，然后在横杆上选择合适的加载重力放大倍数，再将加载重物悬挂于横杆上所选位置；3)当试样破坏后，取下加载重物，总共的加载时间和相应数据则由试验数据采集装置反映。本实用新型的多功能管材长期性能试验装置的径向压缩试验方法，包括有以下步骤I)用固定螺栓将支撑杆固定于底座上，用销钉连接横杆与支撑杆，将下垫块置于底座的滑槽内，选择合适的加载重力放大倍数之后用销钉连接可升降上压垫块和横杆；2)加载试验之前，提前启动试验中的数据采集装置和计时装置。然后将环形试样置于下压垫块12和可升降上压垫块之间，之后再将加载重物悬挂于横杆上；3)当试样破坏后，取下加载重物，总共的加载时间和相应数据则由试验数据采集装置反映。本实用新型可以根据具体的试验情况，在条件允许的情况之下，可以改变底座的尺寸，或者调整尺寸的同时增加滑槽数量等。使其能够在同一底座上进行多个形同或不同类型的试验。也可以在横杆上添加水准泡等一类简易的辅助调平衡设备，以使对试验加载的控制能够更加精确。本实用新型还可根据需要将该装置下部整体放入恒温水箱中使试样完全浸入水中，通过对水进行控温以实现在不同温度下的试验及水环境要求，或通过配备恒温恒湿环境箱将试样放入该恒温恒湿环境箱中获得不同湿热条件下的试验。这里的环境箱、应变测量设备均可采用公知技术。本实用新型的有益效果在于本实用新型利用了简单的杠杆原理，通过较小的重物来实现施加较大恒定荷载的目的，并且通过对横杆的开孔设计实现加载重力放大倍数的可选择性，使试验人员可以自由控制力的放大倍数；加载过程中，即使试样发生较大的变形量使横杆不能持续保持水平位置而影响试验加载的精确，此时可以通过调整调升降螺杆使横杆恢复到水平位置，保证了荷载始终为恒定荷载；试验结果(破坏时间)由该装置自动记录，免除了人工记录的繁琐；本实用新型的恒定荷载下材料的长期性能试验方法及其装置，具有环向拉伸和径向压缩两种功能、试验方法简单、制作成本低、加载方便可靠、灵活性强、结果自动记录等特点，从而可以更方便的进行管材的长期性能测试，获得可靠的长期性能指标。
图I是恒定荷载下材料的长期环向拉伸性能试验加载装置结构图；图2是图I的左视图；图3是恒定荷载下材料的长期径向压缩性能试验加载装置结构图；图4是图3的右视图；图5-8分别是实施例3-6恒定荷载下材料的长期性能试验加载装置结构图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步详细的说明，但是此说明不会构成对本实用新型的限制。实施例I一种多功能管材长期环向拉伸性能试验装置，其特征在于包括有底座I、支撑杆
2、横杆4、T形销钉10和加载重物15，其中，底座I与支撑杆2由嵌在底座滑槽中的固定螺栓11连接，调升降螺杆3置于支撑杆中间的空间中，以使支撑杆进行上下伸缩，在支撑杆的一侧远离加载重物一端还设置有下夹具7、上夹具6、上分离盘8、下分离盘9和T形销钉10，其中下夹具7和T形销钉10由销钉连接，T形销钉10嵌在底座滑槽中，以进行横向的滑动，横杆4与支撑杆2及上夹具6通过销钉5相连，且上夹具6与上分离盘8、下分离盘9与下夹具7之间亦采用销钉连接，上分离盘8和下分离盘9之间用于放置环形试样14，所述的加载重物15置于与横杆上并采用柔索连接。具体的试验方法包括以下步骤I)依据环形拉伸试样14的不同条件及试验要求，确定需要加载的恒定载荷值。根据荷载值的大小，确定重物重力的放大倍数，从而确定重物的加载孔位置；用固定螺栓11将支撑杆2固定于底座I上，用销钉5连接横杆4与支撑杆2，T形销钉10置于底座I的滑槽内，用销钉5连接横杆4与上夹具6、Τ形销钉10与下夹具7，将上分离盘8和下分离盘9置于环形试样14中间，然后用销钉5连接上夹具6和上分离盘8、下夹具7和下分离盘9 ；2)打开试验数据采集仪，然后加载；3)经长期恒定荷载的作用，试样发生破坏。取下重物，并从试验数据采集仪上获得加载时间和相关的数据，试验结束。实施例2 如图3所示，一种多功能管材长期径向压缩性能试验装置，其特征在于包括有底座I、支撑杆2、调升降螺杆3、横杆4和加载重物15，其中，底座I与支撑杆2由嵌在底座滑槽中的固定螺栓11连接，调升降螺杆3置于支撑杆中间的空间中，以使支撑杆进行上下伸缩，在支撑杆的一侧靠近加载重物一端还设置有下压垫块12、可升降上压垫块13和T形销钉10，其中T形销钉10与下压垫块12相连且嵌在底座滑槽中，横杆4与支撑杆2及可升降上压垫块13由销钉连接，可升降上压垫块13和下垫块12之间用于放置环形试样14，所述的加载重物15置于与横杆上并采用柔索连接。按照恒荷载长期压缩试验的方法将试验装置安装好并进行试验。最终可以得到恒荷载长期压缩试验下的试验数据。实施例3 [0035]如图5所示，也为恒荷载长期环向拉伸试验。不同的是将底座尺寸做一定修改或原有尺寸许可的情况下，同一底座上同时进行两个试验。实施例4 如图6所示，与实施例I基本相同，只是配备恒温水箱装置16，将实施例I的装置下部直至试样整体放入恒温水箱中以实现水环境下不同温度的实验条件要求。实施例5 如图7所示，与实施例I基本相同，只是配备恒温恒湿环境箱装置17，将实施方案I装置中的试样放置在环境箱中以实现不同湿热条件的要求。实施例6 如图8所示，在实施例I、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5中分别配备应变测量设备，包括应变片18和与其连接的数据采集仪以实现应变的监测。
权利要求1.一种多功能管材长期环向拉伸性能试验装置，其特征在于包括有底座(I)、支撑杆(2 )、横杆(4 )、T形销钉(10 )和加载重物(15 )，其中，底座(I)与支撑杆(2 )由嵌在底座滑槽中的固定螺栓(11)连接，调升降螺杆(3)置于支撑杆中间的空间中，以使支撑杆进行上下伸缩，在支撑杆的一侧远离加载重物一端还设置有下夹具(7)、上夹具(6)、上分离盘(8)、下分离盘(9)和T形销钉(10)，其中下夹具(7)和T形销钉(10)由销钉连接，T形销钉(10)嵌在底座滑槽中，以进行横向的滑动，横杆(4)与支撑杆(2)及上夹具(6)通过销钉(5)相连，且上夹具(6)与上分离盘(8)、下分离盘(9)与下夹具(7)之间亦采用销钉连接，上分离盘(8)和下分离盘(9)之间用于放置环形试样(14)，所述的加载重物(15)置于与横杆上并采用柔索连接。
2.一种多功能管材长期径向压缩性能试验装置，其特征在于包括有底座(I)、支撑杆(2)、调升降螺杆(3)、横杆(4)和加载重物(15)，其中，底座(I)与支撑杆(2)由嵌在底座滑槽中的固定螺栓(11)连接，调升降螺杆(3)置于支撑杆中间的空间中，以使支撑杆进行上下伸缩，在支撑杆的一侧靠近加载重物一端还设置有下压垫块(12)、可升降上压垫块(13)和T形销钉(10)，其中T形销钉(10)与下压垫块(12)相连且嵌在底座滑槽中，横杆(4)与支撑杆(2)及可升降上压垫块(13)由销钉连接，可升降上压垫块(13)和下垫块(12)之间用于放置环形试样(14)，所述的加载重物(15)置于与横杆上并采用柔索连接。
专利摘要本实用新型涉及一种多功能管材长期性能试验装置，其中，底座与支撑杆由嵌在底座滑槽中的固定螺栓连接，调升降螺杆置于支撑杆中间的空间中，在支撑杆的一侧远离加载重物一端还设置有下夹具、上夹具、上分离盘、下分离盘和T形销钉，其中下夹具和T形销钉由销钉连接，T形销钉嵌在底座滑槽中，横杆与支撑杆及上夹具通过销钉相连，且上夹具与上分离盘、下分离盘与下夹具之间亦采用销钉连接，上分离盘和下分离盘之间用于放置环形试样，所述的加载重物置于与横杆上并采用柔索连接。本实用新型试验方法简单、制作成本低、加载方便可靠、灵活性强、结果自动记录等特点，从而可以更方便的进行管材的长期性能测试，获得可靠的长期性能指标。
文档编号G01N3/28GK202614619SQ20122022487
公开日2012年12月19日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者陈建中, 李卓球, 朱四荣, 孔越林 申请人:武汉理工大学