一种测量环氧树脂小梁拉伸形变恢复性能的设备的制造方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于树脂浇铸体性能试验技术领域，具体涉及一种测量环氧树脂小梁拉伸形变恢复性能的设备。
【背景技术】
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[0002]我国《树脂浇铸体性能试验方法GB/T 2567-2008》中没有给出测定树脂浇铸体拉伸形变恢复性能的方法。现存的一些测定环氧树脂小梁拉伸形变恢复性能的方法包括:将环氧树脂小梁拉伸至一定长度后采用特殊的方法固定其应力和应变，最后通过让其经受记忆激活温度，观察其形变恢复过程；在特定的温度条件下将试样由某一标距拉伸至一定距离，迅速冻结该变形lmin，将其放置在特定的温度条件下，经过一段时间后测定某一时刻标距间的长度，以此计算拉伸形变恢复率。但是，上述测定方法或者只能定性地表征环氧树脂小梁的拉伸形变恢复性能，或者只能定量地表征某一时刻环氧树脂小梁的拉伸形变恢复率，并不能定量地连续表征环氧树脂小梁拉伸形变恢复的全过程。
[0003]鉴于现存测定环氧树脂小梁形变拉伸恢复性能存在的缺陷，亟需研发一种测量环氧树脂小梁拉伸形变恢复性能的设备。
【发明内容】
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[0004]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种测量环氧树脂小梁拉伸形变恢复性能的设备。
[0005]为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现:
[0006]一种测量环氧树脂小梁拉伸形变恢复性能的设备，包括步进电动机加载装置、水浴循环控温系统以及摄像装置；其中，
[0007]水浴循环控温系统开口方向朝上的水浴循环箱体，水浴循环箱体的中部设置有挡板，该挡板上开设有若干安装孔，水浴循环箱体内还设置有用于调节水浴循环箱体内水温的温度控制器；
[0008]步进电动机加载装置包括E型安装支架，E型安装支架通过挡板上的安装孔安装在挡板上，E型安装支架包括三个平行设置的第一竖直板、第二竖直板、第三竖直板以及水平方向上的电动机平台，三个竖直板通过两个水平方向上平行设置的滑杠串联在一起，且第一竖直板和第三竖直板固定在电动机平台的两端，第二竖直板能够沿滑杠在电动机平台上移动；第一竖直板上设置有固定端夹具，第二竖直板上设置有活动端夹具，拉伸时，环氧树脂小梁的两端分别固定在固定端夹具和活动端夹具上；步进电动机加载装置还包括依次穿过三个竖直板的丝杠，且丝杠与第一竖直板和第三竖直板之间活动连接，与第二竖直板之间螺纹连接，丝杠的一端设置有用于驱动其旋转的电机；
[0009]摄像装置包括固定在水浴循环箱体顶部用于观察环氧树脂小梁的摄像头，以及用于收集摄像头数据的视频采集卡。
[0010]本发明进一步的改进在于:水浴循环箱体内还设置有用于使得水浴循环箱体内水循环的电动水泵。
[0011]本发明进一步的改进在于:电动水泵的进水口和出水口分别位于水浴循环箱体的两个对角处。
[0012]本发明进一步的改进在于:步进电动机加载装置还包括用于控制电机工作的驱动器，以及用于为电机和驱动器提供电能的电源控制器。
[0013]本发明进一步的改进在于:步进电动机加载装置还包括设置在电动机平台上用于测量环氧树脂小梁长度的钢尺。
[0014]本发明进一步的改进在于:钢尺的初始端与固定端夹具对齐。
[0015]本发明进一步的改进在于:摄像头通过三脚架固定在水浴循环箱体的顶部。
[0016]本发明进一步的改进在于:摄像装置还包括用于为摄像头提供电能的电源。
[0017]本发明进一步的改进在于:摄像装置还包括计算机，视频采集卡的输出端连接计算机的输入端。
[0018]相对于现有技术，本发明测量环氧树脂小梁拉伸形变恢复性能的设备，该设备可以简单有效地测得环氧树脂小梁拉伸形变恢复的全过程，通过该设备测得的数据可以得到环氧树脂小梁的拉伸形变随时间变化的拉伸形变曲线，拉伸形变一恢复曲线，补足了现有规范中缺乏测定环氧树脂小梁拉伸形变恢复性能的缺陷，弥补了现有测定与评价环氧树脂小梁拉伸形变恢复性能的不足。
【附图说明】
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[0019]图1为本发明一种测量环氧树脂小梁拉伸形变恢复性能的设备的立体图。
[0020]图2为本发明一种测量环氧树脂小梁拉伸形变恢复性能的设备的俯视图。
[0021]图3为39°C下环氧树脂形变拉伸曲线图。
[0022]图4为39°C下环氧树脂形变拉伸恢复曲线图。
[0023]图5为44°C下环氧树脂形变拉伸曲线图。
[0024]图6为44°C下环氧树脂形变拉伸恢复曲线图。
[0025]图中:1 一步进电动机加载装置，1_1 一电机，1_2 —驱动器，1-3 —电源控制器，1-4 一丝杠，1-5—滑杠，1-6—活动端夹具，1-7 —固定端夹具，1-8—钢尺，1_9 一电动机平台，2—水浴循环控温系统，2-1一水浴循环箱体，2-2一挡板，2-3一电动水泵，2-4一温度控制器，3一摄像装置，3-1 一摄像头，3-2一电源，3-3一视频米集卡，3-4一计算机。
【具体实施方式】
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[0026]以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0027]如图1所示，本发明一种测量环氧树脂小梁拉伸形变恢复性能的设备，包括步进电动机加载装置1、水浴循环控温系统2以及摄像装置3。
[0028]其中，水浴循环控温系统2开口方向朝上的水浴循环箱体2-1，水浴循环箱体2-1的中部设置有挡板2-2，该挡板2-2上开设有若干安装孔，水浴循环箱体2-1内还设置有用于调节水浴循环箱体2-1内水温的温度控制器2-4 ;
[0029]步进电动机加载装置I包括E型安装支架，E型安装支架通过挡板2-2上的安装孔安装在挡板2-2上，E型安装支架包括三个平行设置的第一竖直板、第二竖直板、第三竖直板以及水平方向上的电动机平台1-9，三个竖直板通过两个水平方向上平行设置的滑杠1-5串联在一起，且第一竖直板和第三竖直板固定在电动机平台1-9的两端，第二竖直板能够沿滑杠1-5在电动机平台1-9上移动；第一竖直板上设置有固定端夹具1-7，第二竖直板上设置有活动端夹具1-6，拉伸时，环氧树脂小梁的两端分别固定在固定端夹具1-7和活动端夹具1-6上；步进电动机加载装置I还包括依次穿过三个竖直板的丝杠1-4，且丝杠1-4与第一竖直板和第三竖直板之间活动连接，与第二竖直板之间螺纹连接，丝杠1-4的一端设置有用于驱动其旋转的电机1-1 ;
[0030]摄像装置3包括固定在水浴循环箱体2-1顶部用于观察环氧树脂小梁的摄像头3-1，以及用于收集摄像头3-1数据的视频采集卡3-3。
[0031]进一步的，水浴循环箱体2-1内还设置有用于使得水浴循环箱体2-1内水循环的电动水泵2-3，且电动水泵2-3的进水口和出水口分别位于水浴循环箱体2-1的两个对角处。
[0032]进一步的，步进电动机加载装置I还包括用于控制电机1-1工作的驱动器1-2，以及用于为电机1-1和驱动器1-2提供电能的电源控制器1-3。此外，步进电动机加载装置I还包括设置在电动机平台1-9上用于测量环氧树脂小梁长度的钢尺1-8，且钢尺1-8的初始端与固定端夹具1-7对齐。
[0033]进一步的，摄像头3-1通过三脚架固定在水浴循环箱体2-1的顶部，摄像装置3还包括用于为摄像头3-1提供电能的电源3-2。此外，摄像装置3还包括计算机3-4，视频采集卡3-3的输出端连接计算机3-4的输入端。
[0034]上述步进电动机加载装置I中的电机1-1作为最核心的部分，一端与驱动器1-2连接，另一端与丝杠1-4连接，驱动器1-2通过与电源控制器1-3相连控制电机的加载速率等试验参数，丝杠1-4的另一端与活动端夹具1-6相接，在活动夹具1-6与固定端夹具1-7之间安装环氧树脂小梁试样后，驱动器1-2带动电机1-1，电机1-1带动丝杠1-4，从而实现试样的拉伸过程。钢尺1-8放置在电动机平台1-9上，其初始端与固定端夹具1-7对齐，试验试样于中部50mm处标以标距，当电源控制器1-3与电源连接后，启动驱动器1_2，电机1-1带动丝杠1-4转动，从而拉伸试样，通过钢尺1-8上的刻度反映试样拉伸与恢复过程中其标距间距离的变化情况。试验过程中的加载过程控制由步进电动机加载装置I完成。
[0035]对于水浴循环控温系统2，电动水泵2-3放置在水浴循环箱体2-1的箱底，电动水泵2-3的进水口和出水口分别位于水浴循环箱体2-1的两个对角处，其可以使水浴循环箱中的水保持流动状态，从而使整个箱体的水温保持均匀一致，在水浴循环箱体2-1的中上部位置放置带有孔的挡板2-2，该挡板可以作为支撑物，在其上面放置改装后的步进电动机1，水浴循环箱体2-1的左上角安装有温度控制器2-4，其可以将箱体中的水温调节到试验所需温度，并保持温度的恒定。具有控温与恒温功能的水浴循环控温系统，将安装试样的加载装置放置在控温箱中，通过水浴循环控温系统可以达到试验所需温度以及确保试验过程中试验温度的恒定。
[0036]对于摄像装置3，将摄像头3-1安装在水浴循环控温系统2的适当位置，由摄像头3-1引出的数据线一端与电源3-2连接，另一端与视频采集卡3-3相连，通过将视频采集卡3-3连接到计算机3-4上，可以清楚、实时地观察试样形变的拉伸一恢复过程。试验过程中的数据采集和试验数据的后处理工作由摄像机及与摄像机连接的计算机完成。通过分析采集的数据可以绘制出环氧树脂小梁的拉伸形变在不同试验温度下随时间变化的拉伸形变曲线、拉伸形变一恢复曲线。
[0037]为了对本发明进一步了解，现对作如下详细说明。
[0038]1、形状记忆恢复原理
[0039]环氧树脂具有卓越的形状恢复特性和力学性能。环氧树脂的形状记忆性能是指将已经赋形的环氧树脂材料加热到一定温度，并施加外力使其变形，在变形状态下冷却，冻结应力，当再加热到一定温度时，环氧树脂材料应力释放自动恢复到初始赋形状态的能力。形状记忆性能的表征对于开发高性能的形状记忆聚合物及其复合材料具有十分重要的理论和实际意义。研宄表明，形状记忆效果最终由两方面因素决定，一是形状记忆材料本身的结构；二是发生形状记忆的外部条件。据此，本说明书根据设备试验结果绘制出表征环氧树脂小梁拉伸形变恢复性能的曲线:环氧树脂拉伸形变随时间变化的拉伸形变曲线、拉伸形变一恢复曲线。
[0040]2、试验参数
[0041]试验参数包括:试件尺寸、试验温度、试验速率、试验位移和试验时间等。
[0042]①试件尺寸
[0043]为了保证试验结果的准确性以及操作的方便性，环氧树脂小梁采用《树脂浇铸体性能试验方法》(GB/T 2567-2008)中的试样形状。