用于高聚物材料的动态拉伸力学性能实验装置及实验方法与流程

本发明属于材料动态冲击力学性能实验技术领域，涉及一种适用于高聚物材料的动态拉伸实验系统，主要应用于各类常用高聚物材料(聚碳酸酯pc、聚丙烯pp、聚氨基甲酸酯pu、聚乙烯pe等)的动态拉伸力学性能测试。

背景技术：

高聚物材料因具有性能优良、已于加工和廉价等优点在各个领域都有广泛的应用。在实际的应用中，这些高聚物材料常常会遭受到各种冲击载荷作用，且高聚物材料往往对应变率较为敏感，其动态力学性能与准静态力学性能有较大差别，因此，有必要对高聚物材料进行不同应变率下的材料动态性进行研究。

目前，国内外都少见该类型的实验系统，且不同类型高聚物实验元件的尺寸也有所差异，需要针对性的设计不同的加载装置，从而导致实验成本增加。高聚物材料的动态拉伸力学性能可在高速液压伺服材料实验机上进行，需要结合特殊的实验方法以提高实验效率、降低实验成本。

技术实现要素：

发明目的

提供一种满足各类高聚物材料动态力学性能测试的实验方法，用于获得高聚物材料在中低应变率范围(10^-2s^-1～10²s^-1)下的动态拉伸力学性能。

发明技术解决方案

为了实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

用于高聚物材料的动态拉伸力学性能实验装置，包括动态夹持夹具和静态夹持夹具，动态夹持夹具一端伸入阻挡块内并与阻挡块可拆卸连接，另一端端面与静态夹持夹具一端端面相对，动态夹持夹具和静态夹持夹相对一端端面中部相同位置均开设有槽，槽内设置有夹持片，夹持片由螺钉压紧；动态夹持夹具和静态夹持夹具两侧设置有一端连接动态夹持夹具一端穿过静态夹持夹具的支撑杆。

优选的，所述动态夹持夹具和静态夹持夹具上还分别设置有4个螺栓和螺母固定夹持片。

优选的所述动态夹持夹具伸入阻挡块内一端厚度大于其中部厚度。

优选的所述静态夹持夹具上设置有用于紧固支撑杆的调整限位螺钉。

用于高聚物材料的动态拉伸力学性能实验方法：将静态夹持夹具与高速液压伺服材料实验机的下夹持装置连接，实现实验夹具的固定支持；动态夹持夹具安装在高速液压伺服材料实验机自带的动加载装置中，动态夹持夹具的长度需能够保证实验中高速液压伺服材料实验机动夹持装置充足的加速行程；当实验机动夹持装置经过预定加速段达到预设速度后，与安装在动态夹持夹具一端的阻挡块发生碰撞，带动动态夹持夹具产生预定的恒速轴向运动，实验高聚物材料的恒速拉伸，完成高聚物材料动态力学性能测试。

本发明的优点

本发明的优点在于：

本发明充分利用高速液压伺服材料实验机的加载特点，可满足各类高聚物材料的动态拉伸力学性能测试需求，且该实验方法可操作性强、效率高，能显著的降低高聚物材料的动态拉伸力学性能实验成本和周期，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为高速液压伺服材料实验机加载系统结构示意图。

图2本发明的用于高聚物材料的动态拉伸力学性能实验装置的主视图。

图3为本发明的用于高聚物材料的动态拉伸力学性能实验装置的俯视图。

附图中：1—阻挡块；2—阻挡块紧固螺钉；3—夹持片；5—夹持压紧螺钉；7—动态夹持夹具；8—支撑杆；10—上定位加强螺栓；14—下定位加强螺栓；18—调整限位螺钉；20—静态夹持夹具。

具体实施方式

结合发明内容概述和附图，详细说明本发明的具体实施方式。

用于高聚物材料的动态拉伸力学性能实验装置，包括动态夹持夹具7和静态夹持夹具20，二者均为方杆状，阻挡块1上开设有贯穿阻挡块两相对侧面的槽，槽的形状与动态夹持夹具7一端的外型面匹配，动态夹持夹具7一端嵌入阻挡块的槽内并与阻挡块1通过阻挡块紧固螺钉2可拆卸连接，所述动态夹持夹具7伸入阻挡块1内一端厚度大于其中部厚度，阻挡块1用于提供动态拉伸实验的加载，动态夹持夹具7另一端端面与静态夹持夹具20一端端面相对，动态夹持夹具7和静态夹持夹具20的轴线重合，动态夹持夹具7和静态夹持夹具20相对一端端面中部相同位置均开设有贯穿动态夹持夹具7和静态夹持夹具20两相对侧面的槽，槽内设置有夹持片3，夹持片3由螺钉压紧，并由设置于动态夹持夹具7上的4个上定位加强螺栓10和设置于静态夹持夹具20上的4个下定位加强螺栓14固定夹持片3；夹持片3通过上定位加强螺栓10安装于动态夹持夹具7上，使其只能沿着上定位加强螺栓10运动，并在夹持压紧螺钉5的作用下压紧固定高聚物材料实验元件，上定位加强螺栓10能够在一定程度上增加动态夹持夹具的刚度，提高夹具对高聚物材料实验原件的夹持力；动态夹持夹具7和静态夹持夹具20两侧设置有一端连接动态夹持夹具7一端穿过静态夹持夹具20的支撑杆8。支撑杆8为杆状。所述静态夹持夹具20上还设置有用于紧固支撑杆8的调整限位螺钉18，其作用主要是支撑和限位，使该装置能够适用于多种尺寸规格的高聚物材料实验元件。

用于高聚物材料的动态拉伸力学性能实验方法：将静态夹持夹具20与高速液压伺服材料实验机的下夹持装置连接，实现实验夹具的固定支持；动态夹持夹具7安装在高速液压伺服材料实验机自带的动加载装置中，动态夹持夹具7的长度需能够保证实验中高速液压伺服材料实验机动夹持装置充足的加速行程；当实验机动夹持装置经过预定加速段达到预设速度后，与安装在动态夹持夹具7一端的阻挡块发生碰撞，带动动态夹持夹具7产生预定的恒速轴向运动，实验高聚物材料的恒速拉伸，完成高聚物材料动态力学性能测试。

本发明提出了一种高聚物材料动态力学性能实验方法，基于该实验方法可获取高聚物材料在不同加载速率下的力学性能参数，且该实验方法效率高，成本低、适用范围广。

本发明提出的实验装置改变了高速液压伺服材料实验机传统的摩擦式加载方法，改用基于阻挡块的碰撞式加载方式，能显著提高实验效率；增加可调节的支撑杆能够实现对不同尺寸的实验件进行加载，提高了实验效率并减低实验成本。

技术特征：

技术总结
本发明公开了用于高聚物材料的动态拉伸力学性能实验装置，包括动态夹持夹具和静态夹持夹具，动态夹持夹具一端伸入阻挡块内并与阻挡块可拆卸连接，另一端端面与静态夹持夹具一端端面相对，动态夹持夹具和静态夹持夹相对一端端面中部相同位置均开设有槽，槽内设置有夹持片，夹持片由螺钉压紧；动态夹持夹具和静态夹持夹具两侧设置有一端连接动态夹持夹具一端穿过静态夹持夹具的支撑杆。本发明还提出了一种高聚物材料动态力学性能实验方法，基于该实验方法可获取高聚物材料在不同加载速率下的力学性能参数，且该实验方法效率高，成本低、适用范围广。

技术研发人员：舒挽;白春玉;惠旭龙;刘小川;葛宇静
受保护的技术使用者：中国飞机强度研究所
技术研发日：2018.10.31
技术公布日：2019.04.16