硬质泡沫材料弯曲载荷下高温尺寸稳定性试验仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种硬质泡沫材料弯曲载荷下高温尺寸稳定性试验仪,包括加热炉、一个以上的夹具和一个以上的加压装置；夹具和加压装置的数目相等，且一一对应设置；加热炉上设有热电偶；夹具包括操作部和夹持部，操作部连接并控制夹持部动作，操作部设置在加热炉外，夹持部设置在加热炉内；加压装置上端设置位移传感器，下端伸入加热炉内，待检测的试样一端通过夹具的夹持部固定夹住，另一端为自由端，试样的厚度方向为试样自由端弯曲移动方向，加压装置的下端抵住自由端的上表面；热电偶、位移传感器的输出端均与控制仪的输入端连接，加热炉的输入端连接控制仪的输出端。本实用新型结构简单、便于操作、装卸方便、加热均匀，加热速率稳定，温度场均匀、测量精度高。
【专利说明】硬质泡沬材料弯曲载荷下高温尺寸稳定性试验仪
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种硬质泡沫材料耐高温性测试装置。
【背景技术】
[0002]硬质泡沫材料在高温下受到弯曲载荷的作用会发生变形，该性质将影响硬质泡沫材料在高温下的安全使用。测试硬质泡沫材料弯曲载荷下的高温尺寸稳定性，能够考察材料在承载荷重的情况下能承受的高温性能。由此可以确定硬质泡沫材料在什么温度范围内能够安全使用，从而更全面地评价硬质泡沫材料的性能。
[0003]目前，已经有相关的国外标准提出了硬质泡沫材料在弯曲载荷下的高温尺寸稳定性的相关试验方法标准要求，如德国的标准DIN 53424-1978。该标准提出的主要试验过程如下:硬质泡沫材料的试样尺寸为(150±2)mmX (20±0.5)mmX (20±0.5)mm,试样长度方向的一端被固定在夹具上，并保持试样保持水平。在距夹持端(120± I )mm处对试样施加(0.098±0.001)N的载荷,试样的厚度方向为自由端移动方向。将试样按此要求装好后，启动加热炉升温，升温速率为(50±3) °C/h。由于试样的自由端有载荷，当加热到一定温度后，试样的自由端就开始下降。使用位移传感器在试验过程中指示试样自由端的位移，当下降到(10± I) mm时，读出此时的温度就是该样品的弯曲载荷下的高温尺寸稳定性。
[0004]现有的标准中提出的硬质泡沫材料在弯曲载荷下的高温尺寸稳定性的测试装置，包括夹具、载荷、加热炉和位移指示仪，但是需要人工监测位移变化，不能记录温度与位移的实时情况，无法反映出变形与温度之间的关系。
【发明内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是现有的硬质泡沫材料在弯曲载荷下的高温尺寸稳定性的测试装置需要人工监测位移变化，不能记录温度与位移的实时情况，无法反映出变形与温度之间的关系。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:硬质泡沫材料弯曲载荷下高温尺寸稳定性试验仪，包括加热炉、一个以上的夹具和一个以上的加压装置；夹具和加压装置的数目相等，且一一对应设置；加热炉上设有热电偶；夹具包括操作部和夹持部，操作部连接并控制夹持部动作，操作部设置在加热炉外，夹持部设置在加热炉内；加压装置上端设置位移传感器，下端伸入加热炉内，待检测的试样一端通过夹具的夹持部固定夹住，另一端为自由端，试样的厚度方向为试样自由端弯曲移动方向，加压装置的下端抵住自由端的上表面；热电偶、位移传感器的输出端均与控制仪的输入端连接，加热炉的输入端连接控制仪的输出端。
[0007]由于试样的自由端有载荷，当加热到一定温度后，试样的自由端就开始下降。位移传感器与载荷相连接，在试验过程中可指示试样自由端的位移；热电偶、位移传感器和加热炉均与控制仪相连，通过控制仪可以实现试验完成后自动停机，并且可以通过计算机记录试样在整个升温过程中的位移下降情况，形成温度与位移的曲线图，由此计算出硬质泡沫材料在弯曲载荷下的高温尺寸稳定性。
[0008]作为本发明的一种改进方案，所述加压装置包括可上下活动的载荷、滑片和毛细管，所述毛细管的顶端连接载荷，底端插入加热炉炉体内，并抵住位于炉体内的试样的自由端，滑片和载荷均设置在加热炉的外部，前述载荷下降后搭落在滑片上并可在滑片拉动下前后滑动。通过滑片搭放落下的载荷并拉动载荷前后移动，方便调节毛细管抵住试样自由端的位置，便于使用，且当毛细管抵住的位置位于试样的中心线时，可保证载荷的重量均匀分布在试样的自由端，这样有助于提高测试结果的准确度。
[0009]为进一步确保载荷均匀分布在试样的自由端，所述加压装置还包括夹片，夹片夹住试样的自由端，前述毛细管抵住夹片中心线。由于夹片夹住试样的自由端，因此夹片的中心线就是试样自由端的中心线，可在夹片上标注中心线，便于识别。
[0010]作为本实用新型的一种改进方案，所述夹具包括扳手、与扳手连接并通过扳手调节上下距离的压杆、以及底座，试样夹放在压杆和底座之间，扳手为操作部，压板与底座为夹持部。该种方式结构简单、便于调节使用。
[0011]为保证位移传感器的测量精度，所述加压装置还设有调节位移传感器高度的调节旋钮。
[0012]本实用新型的优点是:第一、开发了一种新型设备，能够测试硬质泡沫材料弯曲载荷下高温尺寸稳定性，评价泡沫材料的高温可靠性。第二，仪器操作简单，试件装卸方便，能够很好地固定试样，松紧程度合适，不会破坏试样，且能保证试样加载后保持水平。第三，加热均匀，加热速率稳定，温度场均匀。第四，测量精度高、实时动态监测实验数据，可以读取温度与位移的曲线图，能详细地看出试样在整个过程中的变化情况，为分析试验结果和试样变化提供可靠的数据。第五，实验完成后能够自动停机，方便、安全、可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构示意图。
[0014]图2是图1的侧视图。
[0015]图3是本实用新型加压装置的结构示意图(侧视图)。
[0016]图4是图3的正视图。
[0017]图5是是本实用新型夹具的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0019]如图1-5所示，本实用新型包括加热炉6、一个以上的夹具2和一个以上的加压装置；夹具2和加压装置的数目相等，且一一对应设置；加热炉6上设有热电偶3 ;夹具2包括操作部和夹持部，操作部连接并控制夹持部动作，操作部设置在加热炉6外，夹持部设置在加热炉6内；加压装置上端设置位移传感器1，下端伸入加热炉6内，待检测的试样一端通过夹具2的夹持部固定夹住，另一端为自由端，试样的厚度方向为试样自由端弯曲移动方向，加压装置的下端抵住自由端的上表面；热电偶3、位移传感器I的输出端均与控制仪的输入端连接，加热炉6的输入端连接控制仪的输出端。
[0020]所述加压装置包括可上下活动的载荷5、滑片4、毛细管9和不锈钢夹片8，所述毛细管9的顶端连接载荷5，底端插入加热炉炉体内，并抵住位于炉体内的试样的自由端,滑片4和载荷5均设置在加热炉的外部，前述载荷5下降后搭落在滑片4上并可在滑片4拉动下前后滑动；夹片8夹住试样的自由端，前述毛细管抵住夹片8中心线。位移传感器I与载荷5相连接，在试验过程中可指示试样自由端的位移。位移传感器I采用LVDT线性位移传感器，可在高温下正常工作，精度为0.1_。通过调节旋钮7，可以调节位移传感器I的位置，确保位移设定在位移传感器I的量程之内。载荷5可上下移动，距夹持端的水平距离为(120± I) mm。试验时毛细管9落在不锈钢夹片上，与不锈钢夹片一起对试样施加(0.098 ±0.0OI) N的力。滑片4可前后推动，试验时，可先让载荷5搭落在滑片4上，待试样装好后，再将滑片4轻轻往后拉，让毛细管9落在夹片8的中心线上(即试件的中心线上)。
[0021]夹具2包括扳手10、压杆11和底座12，均由不锈钢制成，可通过扳手10上下调节压杆11与底座12之间的距离。夹具2能够固定住试样长度方向的一端约30mm，并使试样在未做试验时保持水平。
[0022]加热炉6的内胆和外壳均采用不锈钢，确保在正常使用下不会生锈、变形。加热炉6具有控温和指示装置，并且具有鼓风装置来保持温度场均匀。加热炉6最高温度可达到300°C，升温速率由PID控制器控制，默认设置为(50±3)°C /h，也可自行调整升温速率。加热炉6内温度使用热电偶3采集，温度测量精度为0.1°C。由于试样的自由端有载荷，当加热到一定温度后，试样的自由端就开始下降。位移传感器1、热电偶3和加热炉5与控制仪相连，通过控制仪可以实现试验完成后自动停机，并且可以通过计算机程序记录试样在整个升温过程中的位移下降情况，形成温度与位移的曲线图。
[0023]本实用新型适合测试硬质泡沫材料试样的尺寸为(150±2)mmX (20±0.5)mmX(20±0.5) mm,可同时测试三个试样。
【权利要求】
1.硬质泡沫材料弯曲载荷下高温尺寸稳定性试验仪，其特征是:包括加热炉、一个以上的夹具和一个以上的加压装置；夹具和加压装置的数目相等，且一一对应设置； 加热炉上设有热电偶； 夹具包括操作部和夹持部，操作部连接并控制夹持部动作，操作部设置在加热炉外，夹持部设置在加热炉内； 加压装置上端设置位移传感器，下端伸入加热炉内，待检测的试样一端通过夹具的夹持部固定夹住，另一端为自由端，试样的厚度方向为试样自由端弯曲移动方向，加压装置的下端抵住自由端的上表面； 热电偶、位移传感器的输出端均与控制仪的输入端连接，加热炉的输入端连接控制仪的输出端。
2.根据权利要求1所述的硬质泡沫材料弯曲载荷下高温尺寸稳定性试验仪，其特征是:所述加压装置包括可上下活动的载荷、滑片和毛细管，所述毛细管的顶端连接载荷，底端插入加热炉炉体内，并抵住位于炉体内的试样的自由端，滑片和载荷均设置在加热炉的外部，前述载荷下降后搭落在滑片上并可在滑片拉动下前后滑动。
3.根据权利要求2所述的硬质泡沫材料弯曲载荷下高温尺寸稳定性试验仪，其特征是:所述加压装置还包括夹片，夹片夹住试样的自由端，前述毛细管抵住夹片中心线。
4.根据权利要求1或2或3所述的硬质泡沫材料弯曲载荷下高温尺寸稳定性试验仪，其特征是:所述夹具包括扳手、与扳手连接并通过扳手调节上下距离的压杆、以及底座，试样夹放在压杆和底座之间，扳手为操作部，压板与底座为夹持部。
5.根据权利要求1或2或3所述的硬质泡沫材料弯曲载荷下高温尺寸稳定性试验仪，其特征是:所述加压装置还设有调节位移传感器高度的调节旋钮。
【文档编号】G01N3/30GK203672727SQ201320836030
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】王佳庆, 杨超, 唐健, 崔军, 金平, 赵决跃, 邓为民 申请人:南京玻璃纤维研究设计院有限公司