一种橡胶材料弹性模量测量装置的制作方法

本实用新型属于弹性模量测量装置技术领域，特别涉及一种橡胶材料弹性模量测量装置。

背景技术：

橡胶的弹性模量是衡量橡胶材料发生弹性变形难易程度的指标，橡胶弹性模量的值越大，则说明使得橡胶材料发生一定弹性变形的应力也越大，即橡胶材料的刚度越大。则在一定应力的作用下其发生的弹性变形越小，可见，橡胶弹性模量是反映橡胶材料抵抗弹性变形能力的指标。

橡胶是一种工程材料，可制成多种多样的橡胶制品，使用非常广泛,其物理性能对制品的使用性能极其重要。橡胶具有承受大弹性形变的能力,但弹性模量小。橡胶工业中会用硬度来区分橡胶，将硬度当做小变形下的弹性模量来使用。然而，硬度与弹性模量之间只是一种近似的数学关系,而不能得到真实的弹性模量,因此，准确地测量橡胶材料弹性模量显得十分重要。

目前测量弹性模量的方法有很多，例如采用电脑系统拉力试验机作为测量装置，橡胶受到拉伸/压缩时电脑将显示拉/压力、应力与应变等数据和图表,应力与应变之比即为橡胶的弹性模量。但这种方法需要用到专业的电脑系统来操作，要求的实验条件比较高，并且装置占用空间大，不便于移动使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种橡胶材料弹性模量测量装置，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种橡胶材料弹性模量测量装置，包括底座、千分表和平板；平板下表面的两端均固定设置有千分表；试件设置在底座上，平板放置在试件上表面，千分表的下端抵在底座上。

进一步的，底座上设置有试件放置台，试件放置在试件放置台，试件放置台两侧的底座上对称设置有两个高度相同的凸台，千分表的下端抵在凸台上。

进一步的，平板设置有千分表的位置设置有通孔，千分表的顶端穿过通孔，通过螺母固定连接在平板上。

与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：

本实用新型底座相当于试验台，用来放置其他的设备，它的体积比较小，并且方便移动，大大地方便了使用者，减少运输、维修成本；所述的平板与千分表用螺母可以很好地将两者固定在一起，并且装拆方便；采用砝码进行压力的施加，因为砝码是标准件，所以施加的压力可以很快地计算出来，进而橡胶试件的应力也可以很快地计算出来，这就很大程度上提高了计算效率。

本实用新型所述的试件放置台主要用来放置橡胶试件，它可以在底座上自由移动，要求的实验条件不高，给操作人员减少了难度；所述的凸台是给千分表一个支撑，在满足这一条件下，凸台也是可以在底座上自由移动的；

该装置的设备都是比较常用的，相较于采用专业的电脑系统测量应力应变来计算弹性模量的方法，这大大降低了成本，具备较大的经济优势。并且，此装置的操作方法也简单，提高了工作效率，且具有结构简单、拆装方便、设置合理、成本低、便于移动的优点。

本实用新型方案合理，结构简单，能够实现橡胶材料弹性模量的测量。

附图说明

图1为本实用新型结构图；

其中：3.平板4.千分表6.凸台7.试件放置台8.底座。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步说明：

请参阅图1，一种橡胶材料弹性模量测量装置，包括底座8、千分表4和平板3；平板下表面的两端均固定设置有千分表4；试件设置在底座8上，平板3放置在试件上表面，千分表4的下端抵在底座8上。

底座8上设置有试件放置台7，试件放置在试件放置台7，试件放置台7两侧的底座8上对称设置有两个高度相同的凸台6，千分表4的下端抵在凸台6上。

平板3设置有千分表4的位置设置有通孔，千分表4的顶端穿过通孔，通过螺母固定连接在平板3上。

一种橡胶材料弹性模量测量装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤1，将试件放置在试件放置台上，然后将固定有千分表的平台放置在试件上，使千分表的下端抵在凸台上；确保试件中心到两个千分表的距离相等；

步骤2，对千分表进行调零，然后在平台上放置砝码，依次增加砝码的数量，记录砝码重量；质量m是确定的，通过公式F＝mg就可以计算出施加在试件上的力F；

步骤3，试件的受力横截面为整个上表面，所以受力的横截面面积为A＝πr²，通过公式σ＝F/A可以计算出试件在砝码施加的力作用下其所受到的应力σ；试件在力的作用下会发生变形，其变形量ε通过千分表读取；

步骤4，通过E＝σ/ε计算出试件的弹性模量E。

该装置主要根据计算弹性模量的公式E＝σ/ε＝(F/A)/ε展开设计的。在硬质材料的底座8的中心位置放置试件放置台7，将两块凸台6(支撑千分表)对称地放在试件放置台7两侧，随后可以根据千分表4位置适当调整。把GB/T7759-1996硫化橡胶试件放在硬质材料矩形凸台7上，然后将固定好千分表的平板3压在橡胶试件上，调整好位置让其保持平衡。其中平板对橡胶试件施加的力不足以引起试件的大变形，我们可以通过对千分表进行调零来确保测量的准确性，因此测量之前要把两个千分表进行调零处理。至此，测量装置就做好了测量的准备，之后在平板压着橡胶试件的位置上放置一个砝码(500g)，可以依次增加砝码的数量，记录多组数据，这样所计算得到的橡胶材料的弹性模量会更加准确。砝码是标准件，它的质量m是确定的，通过公式F＝mg就可以计算出施加在试件上的力F。又平板是压在整个橡胶试件的上表面上(上表面为圆形)，所以砝码所施加的压力作用于整个试件，则试件的受力横截面为整个上表面，所以受力的横截面面积为A＝πr²，通过公式σ＝F/A可以计算出试件在砝码施加的力作用下其所受到的应力σ。试件在力的作用下会发生变形，其变形量ε通过千分表读取，要求两个千分表的读数误差不超过任一千分表读数的5％。最后，通过E＝σ/ε就可以计算出试件的弹性模量E。所加的砝码数量不同，橡胶试件所受的应变σ不同，橡胶试件的变形量ε不同，本装置可以通过增减砝码的数量多测几组数据，这样计算出的橡胶材料的弹性模量更接近真值，并且，本装置的零件都是可以拆装的，占用空间小，携带方便。