材料表面与覆冰层粘附强度扭转剪切力测量装置的制作方法

本发明创造属于检测仪器，主要涉及一种用于不同材料与覆冰层之间粘附强度的扭转剪切力检测装置。

背景技术：

目前，针对材料表面与覆冰层粘附强度测量问题，国内外学者进行了大量研究，其测量技术主要为静态测量法和动态测量法。其中，静态测量法所使用的测量装置是采用拉力测量材料表面与覆冰层之间的粘附强度剪切力，检测时需控制拉力方向与剪切平面平行，操作难度大，而且要求冰层的厚度大，否则会产生测量误差；动态测量法是利用旋转离心力实现覆冰层与材料表面的分离，以实现二者之间粘附力的测量，但其所使用的离心式冰粘附力测量装置转速高，测量时需满足旋转装置的动平衡，还需高速摄影装置配合，结构复杂，设备成本高，实验难度大，且还存在使用危险性和测量精度失准的问题。

技术实现要素：

本发明创造的目的就是针对上述现有技术存在的问题，研究设计一种材料表面与覆冰层粘附强度扭转剪切力测量装置，达到简化结构、降低制造成本、操作简易方便、测量精准度高的目的。

本发明创造的目的是这样实现的:材料表面与覆冰层粘附强度扭转剪切力测量装置包括测微头、温控器、功率放大器、信号发生器和应变测量仪，在四根相互平行配置的轴杆两侧端部上分别固装左平板和右平板，在所述的左平板上通过支撑套可转动的支撑安装扭矩轴，在扭矩轴的右端头上安装铝板，所述铝板右端面呈麻坑状，加热片配装在铝板左端面上，应变花贴附在扭矩轴上，导线将温控器与加热片、应变测量仪与应变花连通；在所述的右平板上通过安装套配装测微头；在所述四根轴杆上、位于铝板与测微头的伸缩杆之间部位处可横向移动的安装座板，在所述座板与铝板相对的一侧面上可拆装的安装框式支架，材料样板和冰层框架从右至左依次可拆装的配装在框式支架上，所述冰层框架与铝板相互配合；所述测微头的伸缩杆与座板呈接触配合；所述扭矩轴的轴心线与铝板、冰层框架、材料样板及测微头的伸缩杆轴心线全部重合。

本发明创造采用检测扭转剪切力的方法，实现对不同的材料表面与覆冰层之间粘附强度的检测分析；同时，通过调节控制覆冰层厚度，利用压电陶瓷对材料样板的超声波振动探究超声波振动对不同厚度覆冰层与材料样板表面间粘附强度的影响，具有结构新颖、合理、简单、制造成本低廉、操作简易方便、测量精度高、检测功能多、适用能力强的特点。

附图说明

图1是材料表面与覆冰层粘附强度扭转剪切力测量装置总体结构示意图。

图中件号说明：

1、轴杆、2、温控器、3、加热片、4、铝板、5、座板、6、右平板、7、压电陶瓷、8、安装套、9、测微头、10、伸缩杆、11、框式支架、12、材料样板、13、冰层框架、14、功率放大器、15、信号发生器、16、应变测量仪、17、扭矩轴、18、支撑套、19、左平板、20、应变花。

具体实施方式

下面结合附图对本发明创造实施方案进行详细描述。一种材料表面与覆冰层粘附强度扭转剪切力测量装置包括测微头9、温控器2、功率放大器14、信号发生器15和应变测量仪16，在四根相互平行配置的轴杆1两侧端部上分别固装左平板19和右平板6，在所述的左平板19上通过支撑套18可转动的支撑安装扭矩轴17，在扭矩轴17的右端头上安装铝板4，所述铝板4右端面呈麻坑状，加热片3配装在铝板4左端面上，应变花20贴附在扭矩轴17上，导线将温控器2与加热片3、应变测量仪16与应变花20连通；在所述的右平板6上通过安装套8配装测微头9；在所述四根轴杆1上、位于铝板4与测微头9的伸缩杆10之间部位处可横向移动的安装座板5，在所述座板5与铝板4相对的一侧面上可拆装的安装框式支架11，材料样板12和冰层框架13从右至左依次可拆装的配装在框式支架11上，所述冰层框架13与铝板4相互配合；所述测微头9的伸缩杆10与座板5呈接触配合；所述扭矩轴17的轴心线与铝板4、冰层框架13、材料样板12及测微头9的伸缩杆10轴心线全部重合。在材料样板12右端面上贴附安装压电陶瓷7，所述压电陶瓷7通过导线依次与功率放大器14和信号发生器15连通。

检测使用时，将覆冰层配置在冰层框架13内，并紧密的冻结在材料样板12左端表面上成一体。利用测微头9的伸缩杆10推动座板5在四根轴杆1上向左向移动，使铝板4与覆冰层外表面接触，被加热片3加热升温的铝板4与覆冰层热熔后冷却结成一体，尔后扭矩轴17带动铝板4转动，使材料样板12与覆冰层之间断裂分离，此时扭矩轴17上的应变花20将记录的应变信号通过应变测量仪16输出，完成覆冰层与材料样板12之间粘附强度的一次检测。

压电陶瓷7通过与信号发生器15、功率放大器14产生超声波振动带动材料样板12及冻结在材料样板12表面上的覆冰层产生超声波振动，即可用于探究超声波振动对材料样板12与覆冰层之间粘附强度的影响和变化。

技术特征：

技术总结
材料表面与覆冰层粘附强度扭转剪切力测量装置属于检测仪器；在轴杆两端部上分别固装左、右平板，在左平板上可转动的安装扭矩轴，在扭矩轴右端头上安装带有加热片的铝板，应变花贴附在扭矩轴上，导线将温控器与加热片、应变测量仪与应变花连通；在右平板上配装测微头，在轴杆上可横向移动的安装座板，在座板与铝板相对一侧面上安装框式支架，材料样板和冰层框架配装在框式支架上，所述扭矩轴的轴心线与铝板、冰层框架、材料样板及测微头的伸缩杆轴心线全部重合；本装置采用检测扭转剪切力的方式实现对不同材料表面与覆冰层之间粘附强度的检测分析，具有结构新颖、合理、简单、制造成本低廉、操作简易方便、测量精度高的特点。

技术研发人员：李岩;董笑宇;郭文峰;冯放
受保护的技术使用者：东北农业大学
技术研发日：2019.03.12
技术公布日：2019.06.14