一种用于测试冻粘剪切强度的拉拔仪具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于测试冻粘剪切强度的拉拔仪具，包括柱状筒体和剪切拉拔杆，柱状筒体内部为成冰型腔，成冰型腔内壁设置为锋锐波形粗化表面，柱状筒体顶端开放，柱状筒体筒壁的顶端向内设置有倒角，柱状筒体底面中心位置处设置有钩环；剪切拉拔杆的一端固结在盖板的中心位置，剪切拉拔杆的另一端伸入成冰型腔内，盖板上设置有卡环，卡环内侧与柱状筒体顶端筒壁的外侧相贴合使得剪切拉拔杆处于成冰型腔的中心位置。本实用新型的拉拔仪具保证拉拔过程中只有冰体与防冰雪材料之间的界面受力，保证试验结果与真实情况相符。试验人员在将拉拔仪具组合时即可保证剪切拉拔杆位于成冰型腔居中位置，无需进一步调整或者涂抹憎水材料封闭等工序。
【专利说明】一种用于测试冻粘剪切强度的拉拔仪具
【技术领域】
[0001]本实用新型属于材料防冰雪性能测试领域，涉及一种拉拔仪具，具体涉及一种用于测试冻粘剪切强度的拉拔仪具。
【背景技术】
[0002]寒区输电线、公路表面、以及飞行器等经常会由于冰雪粘附而产生事故，危害人员安全并造成财产损失。现阶段针的防冰雪技术有憎水材料涂层、盐化物融雪、机械清除等手段，其中憎水材料涂层是应用相当广泛的一种手段。现有憎水材料涂层防冰雪性能大多通过材料与水接触角进行评价，属于一种间接评价手段，而且接触角试验变异性较大且操作复杂，进一步影响了评价的准确性。而现有材料防冰雪效果的直接评价方法较少，而用于相关试验的拉拔机具更鲜为出现。
[0003]中国实用新型专利(CN202502040U)公开了一种用于测试冰粘接强度的拉拔仪具，该拉拔仪具为一圆柱形筒体，通过筒体内成冰型腔的冰体与涂有材料的平整表面冻粘，测试材料与冰的正向拉力，以测试材料与冰粘结强度。该发明存在两方面不足:1)测试对象为材料与冰的正向拉力。实际应用中，不论是高压电线除冰、道路除冰、还是飞行器除冰，冰-材料界面实际受力都是平行于界面的剪切力，而非如该发明中垂直于界面的正向拉力，因而用该发明测出的冰粘强度无法反映除冰应用中的实际冰-材料冻粘强度。2)测试过程的变异性。该发明使用过程中，需要采用憎水材料封闭拉拔仪具与材料接缝处。然而若采用憎水材料不具有相当粘性，则接缝处容易封闭失效、漏水，导致试验结果的变异性，若采用具有粘性的憎水材料，则会使拉拔仪具与涂材表面粘结力增大，也使试验结果变异。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种用于测试冻粘剪切强度的拉拔仪具，能够与MTS材料试验仪器配套，测定材料冻粘后表面冰层的抗剪切强度，以表征表面冰层脱落难易程度，评价材料防冰雪效果。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现:
[0006]一种用于测试冻粘剪切强度的拉拔仪具，包括柱状筒体，所述的柱状筒体内部为成冰型腔，成冰型腔内壁设置为锋锐波形粗化表面，所述的柱状筒体顶端开放，柱状筒体筒壁的顶端向内设置有倒角，柱状筒体底面中心位置处设置有钩环；
[0007]所述的用于冻粘剪切强度测试的拉拔仪具还包括剪切拉拔杆，剪切拉拔杆的一端固结在盖板的中心位置，剪切拉拔杆的另一端伸入成冰型腔内，盖板上设置有卡环，卡环内侧与柱状筒体顶端筒壁的外侧相贴合使得剪切拉拔杆处于成冰型腔的中心位置；盖板的中心位置设置有钩环，盖板上的钩环的中心线、柱状筒体底面上的钩环的中心线和剪切拉拔杆的中心线在同一条直线上。
[0008]本实用新型还具有如下技术特征:
[0009]所述的剪切拉拔杆为圆柱状钢杆。
[0010]所述的卡环内侧设置有一层防冻密封圈，防冻密封圈与柱状筒体顶端筒壁的外侧相贴合。
[0011]所述的防冻密封圈采用硅胶垫圈防冻密封圈。
[0012]所述的盖板上加工有贯通盖板的破冰孔。
[0013]本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果:
[0014]( I )结果准确，本实用新型的拉拔仪具保证拉拔过程中只有冰体与防冰雪材料之间的界面受力，保证试验结果与真实情况相符。
[0015]( II )操作方便，本实用新型的拉拔仪具具有卡环和防冻密封圈，使试验人员在将拉拔仪具组合时即可保证剪切拉拔杆位于成冰型腔居中位置，无需进一步调整或者涂抹憎水材料封闭等工序。
[0016](III)试验简便，采用本实用新型的拉拔仪具，采用较少工序，在短时间内就可准确测出冰体与防冰雪材料的界面的冻粘剪切强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的整体结构全剖示意图。
[0018]图2是剪切拉拔杆和盖板的全剖结构示意图。
[0019]图3是柱状筒体的全剖结构示意图。
[0020]图中各个标号的含义为:1 一盖板，2—卡环，3—冰冻线，4一成冰型腔，5—防冰雪材料，6一勾环，7一柱状筒体，8一剪切拉拔杆，9一锋锐波形粗化表面，10一注水线，11一防冻密封圈，12—破冰孔。
[0021]以下结合附图对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
【具体实施方式】
[0022]以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
[0023]遵从上述技术方案，如图1至图3所示，本实施例给出了一种用于测试冻粘剪切强度的拉拔仪具，包括柱状筒体7，所述的柱状筒体7内部为成冰型腔4，成冰型腔4内壁设置为锋锐波形粗化表面9，所述的柱状筒体7顶端开放，柱状筒体7筒壁的顶端向内设置有倒角，柱状筒体7底面中心位置处设置有钩环6 ;
[0024]所述的用于冻粘剪切强度测试的拉拔仪具还包括剪切拉拔杆8，剪切拉拔杆8的一端固结在盖板I的中心位置，剪切拉拔杆8的另一端伸入成冰型腔4内，盖板I上设置有卡环2，卡环2内侧与柱状筒体I顶端筒壁的外侧相贴合使得剪切拉拔杆8处于成冰型腔4的中心位置；盖板I的中心位置设置有钩环6，盖板I上的钩环6的中心线、柱状筒体I底面上的钩环6的中心线和剪切拉拔杆8的中心线在同一条直线上。
[0025]剪切拉拔杆8为圆柱状钢杆。圆柱状钢杆为优选构造，钢材质具有较好的强度及刚度，能保证试验结果准确；圆柱状截面可使冰材料界面上每一点受力均匀，而不会出现应力集中现象。然而为了尽量贴近实际，对于不同实际受力情况的测试对象，也可采用不同截面、不同材质的剪切拉拔杆8。
[0026]卡环2内侧设置有一层防冻密封圈11，防冻密封圈11与柱状筒体7顶端筒壁的外侧相贴合，防冻密封圈11采用硅胶垫圈防冻密封圈。防冻密封圈11能隔离卡环2内侧与柱状筒体7顶端筒壁外侧的钢表面，使这两处钢表面不因为水蒸气冻粘而影响试验结果，并且防冻密封圈11本身具有较好的憎水效果，在冰冻过程中与钢表面可保证较好的隔离状态。倒角可减少柱状筒体7顶端与盖板I底面的接触面积，同样起到保证试验精度的作用。
[0027]盖板I上加工有贯通盖板I的破冰孔12。试验人员在冰冻试件的过程中，可每隔一定时间通过破冰孔12破碎成冰型腔4内部冰体，保证最终成冰状态密实、稳定、冰体上表面平整。
[0028]柱状筒体7的成冰型腔4内刻有注水线10，并根据水冻结成冰时的体积变化刻有相应的冰冻线3，以保证每次试验结果的一致性。柱状筒体7在使用过程中采用透明材料制成，便于观测。
[0029]使用本实用新型的拉拔仪具的具体步骤:
[0030]步骤一，在剪切拉拔杆8的上均匀涂抹防冰雪材料5，如硅橡胶涂层、含氟材料涂层等，风干后防冰雪材料5固结在剪切拉拔杆8上。
[0031]步骤二，在柱状筒体7的成冰型腔4中注水达到注水线10的高度，注水过程中注意不溅水滴至冰冻线3以外区域。
[0032]步骤三，将剪切拉拔杆8放入成冰型腔4中的水中，盖板I盖在柱状筒体7上，卡环2扣紧在柱状筒体7的顶端，共同置入冰箱冰冻。
[0033]步骤四，冰冻过程中，每隔一定时间通过破冰孔12破碎成冰型腔4内的冰体。
[0034]步骤五，成冰型腔4内的冰体完全冰冻结实后，冰体高度到达冰冻线3的高度，用MTS拉拔试验仪配套夹具勾紧两端的勾环6，进行拉拔试验。
[0035]步骤六，读取拉拔试验结果，所示拉力即为防冰雪材料5与冰体的冻粘剪切强度。
【权利要求】
1.一种用于测试冻粘剪切强度的拉拔仪具，包括柱状筒体(7)，所述的柱状筒体(7)内部为成冰型腔(4)，成冰型腔(4)内壁设置为锋锐波形粗化表面(9)，其特征在于:所述的柱状筒体(7)顶端开放，柱状筒体(7)筒壁的顶端向内设置有倒角，柱状筒体(7)底面中心位置处设置有钩环(6)； 所述的用于冻粘剪切强度测试的拉拔仪具还包括剪切拉拔杆(8)，剪切拉拔杆(8)的一端固结在盖板(I)的中心位置，剪切拉拔杆(8)的另一端伸入成冰型腔(4)内，盖板(I)上设置有卡环(2)，卡环(2)内侧与柱状筒体(I)顶端筒壁的外侧相贴合使得剪切拉拔杆(8)处于成冰型腔⑷的中心位置；盖板⑴的中心位置设置有钩环(6)，盖板⑴上的钩环(6)的中心线、柱状筒体⑴底面上的钩环(6)的中心线和剪切拉拔杆⑶的中心线在同一条直线上。
2.如权利要求1所述的用于测试冻粘剪切强度的拉拔仪具，其特征在于:所述的剪切拉拔杆(8)为圆柱状钢杆。
3.如权利要求1所述的用于测试冻粘剪切强度的拉拔仪具，其特征在于:所述的卡环(2)内侧设置有一层防冻密封圈(11)，防冻密封圈(11)与柱状筒体(7)顶端筒壁的外侧相贴合。
4.如权利要求3所述的用于测试冻粘剪切强度的拉拔仪具，其特征在于:所述的防冻密封圈(11)采用硅胶垫圈防冻密封圈。
5.如权利要求1所述的用于测试冻粘剪切强度的拉拔仪具，其特征在于:所述的盖板(I)上加工有贯通盖板(I)的破冰孔(12)。
【文档编号】G01N19/04GK204177723SQ201420674144
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】孙增智, 吴永畅, 袁腾, 魏莘欣 申请人:长安大学