一种骨架结构用非金属材料的强度测试工艺的制作方法

本发明涉及非金属强度测试方法领域，具体涉及一种骨架结构用非金属材料的强度测试工艺。

背景技术：

非金属骨架结构通常是用碳钢、铝合金、钛合金以及树脂基复合材料等材料制成的，其需要作为骨架结构承力，因此对其强度要求较高。

树脂基复合材料包括塑料，塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物(macromolecules)，其抗形变能力中等，介于纤维和橡胶之间，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。塑料的主要成分是树脂。树脂是指尚未和各种添加剂混合的高分子化合物。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等。树脂约占塑料总重量的40%～100%。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等。

在实际应用中出现了很多用于对材料强度的测试或监测方法，如：申请号为201810172378.8的专利申请公开了一种激光熔覆层结合强度测试方法，其公开的激光熔覆方法是在金属棒材的圆顶面上熔覆不小于200层熔覆层，每层熔覆厚度为0.4～0.5mm，即熔覆层最小为80～100mm，这在实际生产和加工中是难以实现的，而且其采用拉伸试样的方法得到熔覆层与基体金属材料的结合强度数据，拉伸的方法并不适用于脆性和硬度较高的材料，具有局限性。

随着实际生产和加工要求的提高，企业生产成本日益增长，以及客户对产品质量的要求，越发需要一种能够快速、准确的对非金属骨架结构强度进行测试的方法或工艺。

基于上述情况，本发明提出了一种骨架结构用非金属材料的强度测试工艺，可有效解决以上问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种骨架结构用非金属材料的强度测试工艺。本发明的骨架结构用非金属材料的强度测试工艺，具有工艺简单、不产生污染、节能环保、测试准确的优点；能够快速、准确的对非金属骨架结构强度进行测试；可为骨架结构（用非金属材料制成的骨架结构）设计提供数据值，也是其寿命评估提供重要的参考数据。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种骨架结构用非金属材料的强度测试工艺，包括如下步骤：

b1、骨架结构用非金属材料的试样制备：将骨架结构用非金属材料切割成宽度为7～9mm，长度为24～32mm的长条作为试样，试样的条数为2条；

b2、将步骤b1得到的其中一条试样，放在下夹具和上夹具之间，并固定下夹具和上夹具使试样在下夹具和上夹具之间被夹紧；然后将下夹具底部边缘开设的定位缺口与测试工作台上的定位凸起匹配，并将下夹具固定在测试工作台上；

所述下夹具上，且位于试样的下方，开设有凹槽；

b3、将圆柱冲头的上部与动力装置的输出端固定连接，在动力装置的带动下，所述圆柱冲头向下穿过所述上夹具的第二通孔，压在所述试样上，直到所述试样断裂，读取断裂值压力，计算出单位面积强度，即获得静态强度实验数据；

所述下夹具上开设有与所述第二通孔相对应的第一通孔；

所述圆柱冲头的直径为17～19mm；所述第二通孔和第一通孔的直径均比所述圆柱冲头的直径小0.5～1.5mm。

本发明的骨架结构用非金属材料的强度测试工艺，具有工艺简单、不产生污染、节能环保、测试准确的优点；能够快速、准确的对非金属骨架结构强度进行测试；可为骨架结构（用非金属材料制成的骨架结构）设计提供数据值，也是其寿命评估提供重要的参考数据。

优选的，还包括如下步骤：

b4、将步骤b1得到的另一条试样，放在下夹具和上夹具之间，并固定下夹具和上夹具使试样在下夹具和上夹具之间被夹紧；然后将下夹具底部边缘开设的定位缺口与测试工作台上的定位凸起匹配，并将下夹具固定在测试工作台上；

所述下夹具上，且位于试样的下方，开设有凹槽；

b5、将圆柱冲头的上部与气缸的输出端固定连接，在气缸的带动下，所述圆柱冲头向下穿过所述上夹具的第二通孔，压在所述试样上，且往复冲压，每次冲压在所述试样上的压力为4000～7000n，测得所述试样的疲劳强度，即获得动态强度实验数据。

优选的，所述圆柱冲头上部周向套设有限位块；所述上夹具上，且位于所述限位块下方，设置有停止开关。

优选的，步骤b1中，所述骨架结构用非金属材料为塑料。

优选的，步骤b3中，所述动力装置为压力机。

优选的，步骤b4中，所述气缸为缸径为100mm的气缸。

优选的，步骤b5中，所述测得所述试样的疲劳强度的测试标准依据是《astmd671-1993塑料在恒定往复力作用下挠曲疲劳性的标准试验方法》。

优选的，步骤b1中，骨架结构用非金属材料的试样制备：将骨架结构用非金属材料切割成宽度为8mm，长度为30mm的长条作为试样。

优选的，所述圆柱冲头的直径为18mm；所述第二通孔和第一通孔的直径均比所述圆柱冲头的直径小1mm。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明的骨架结构用非金属材料的强度测试工艺，具有工艺简单、不产生污染、节能环保、测试准确的优点；能够快速、准确的对非金属骨架结构强度进行测试；可为骨架结构（用非金属材料制成的骨架结构）设计提供数据值，也是其寿命评估提供重要的参考数据。

本发明的骨架结构用非金属材料的强度测试工艺，通过专用工装（包括下夹具1、上夹具2和圆柱冲头3等）在压力机上向骨架结构材料（骨架结构用非金属材料）施加一定力，读取断裂值压力，计算出单位面积强度，对比不同结构面积强度，给结构设计提供数据值；态强度实验数据是通过专用工装（包括下夹具1、上夹具2、气缸和圆柱冲头3等），利用气缸往复运动测试骨架结构材料（骨架结构用非金属材料）在长期受力情况下验证骨架在疲劳后是否强度变化验证。

本发明的工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本。

附图说明

图1为本发明进行强度测试时的示意图；

图2为本发明实施例3所述骨架结构用非金属材料的强度测试结果。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1：

参考图1所示，一种骨架结构用非金属材料的强度测试工艺，包括如下步骤：

b1、骨架结构用非金属材料的试样制备：将骨架结构用非金属材料切割成宽度为7～9mm，长度为24～32mm的长条作为试样4，试样4的条数为2条；

b2、将步骤b1得到的其中一条试样4，放在下夹具1和上夹具2之间，并固定下夹具1和上夹具2使试样4在下夹具1和上夹具2之间被夹紧；然后将下夹具1底部边缘开设的定位缺口11与测试工作台上的定位凸起匹配，并将下夹具1固定在测试工作台上；

所述下夹具1上，且位于试样4的下方，开设有凹槽13；

b3、将圆柱冲头3的上部与动力装置的输出端固定连接，在动力装置的带动下，所述圆柱冲头3向下穿过所述上夹具2的第二通孔21，压在所述试样4上，直到所述试样4断裂，读取断裂值压力，计算出单位面积强度，即获得静态强度实验数据；

所述下夹具1上开设有与所述第二通孔21相对应的第一通孔12；

所述圆柱冲头3的直径为17～19mm；所述第二通孔21和第一通孔12的直径均比所述圆柱冲头3的直径小0.5～1.5mm。

实施例2：

参考图1所示，一种骨架结构用非金属材料的强度测试工艺，包括如下步骤：

b1、骨架结构用非金属材料的试样制备：将骨架结构用非金属材料切割成宽度为8mm，长度为30mm的长条作为试样4，试样4的条数为2条；

b2、将步骤b1得到的其中一条试样4，放在下夹具1和上夹具2之间，并固定下夹具1和上夹具2使试样4在下夹具1和上夹具2之间被夹紧；然后将下夹具1底部边缘开设的定位缺口11与测试工作台上的定位凸起匹配，并将下夹具1固定在测试工作台上；

所述下夹具1上，且位于试样4的下方，开设有凹槽13；

b3、将圆柱冲头3的上部与动力装置的输出端固定连接，在动力装置的带动下，所述圆柱冲头3向下穿过所述上夹具2的第二通孔21，压在所述试样4上，直到所述试样4断裂，读取断裂值压力，计算出单位面积强度，即获得静态强度实验数据；

所述下夹具1上开设有与所述第二通孔21相对应的第一通孔12；

在本实施例中，还包括如下步骤：

b4、将步骤b1得到的另一条试样4，放在下夹具1和上夹具2之间，并固定下夹具1和上夹具2使试样4在下夹具1和上夹具2之间被夹紧；然后将下夹具1底部边缘开设的定位缺口11与测试工作台上的定位凸起匹配，并将下夹具1固定在测试工作台上；

所述下夹具1上，且位于试样4的下方，开设有凹槽13；

b5、将圆柱冲头3的上部与气缸（图中未示出）的输出端固定连接，在气缸的带动下，所述圆柱冲头3向下穿过所述上夹具2的第二通孔21，压在所述试样4上，且往复冲压，每次冲压在所述试样4上的压力为4000～7000n，测得所述试样4的疲劳强度，即获得动态强度实验数据。

在本实施例中，所述圆柱冲头3上部周向套设有限位块31；所述上夹具2上，且位于所述限位块31下方，设置有停止开关5。

在本实施例中，步骤b1中，所述骨架结构用非金属材料为塑料。

在本实施例中，步骤b3中，所述动力装置为压力机（图中未示出）。

在本实施例中，步骤b4中，所述气缸为缸径为100mm的气缸。

在本实施例中，步骤b5中，所述测得所述试样4的疲劳强度的测试标准依据是《astmd671-1993塑料在恒定往复力作用下挠曲疲劳性的标准试验方法》。

实施例3：

参考图1所示，一种骨架结构用非金属材料的强度测试工艺，包括如下步骤：

b1、骨架结构用非金属材料的试样制备：将骨架结构用非金属材料切割成宽度为8mm，长度为30mm的长条作为试样4，试样4的条数为2条；

b2、将步骤b1得到的其中一条试样4，放在下夹具1和上夹具2之间，并固定下夹具1和上夹具2使试样4在下夹具1和上夹具2之间被夹紧；然后将下夹具1底部边缘开设的定位缺口11与测试工作台上的定位凸起匹配，并将下夹具1固定在测试工作台上；

所述下夹具1上，且位于试样4的下方，开设有凹槽13；

b3、将圆柱冲头3的上部与动力装置的输出端固定连接，在动力装置的带动下，所述圆柱冲头3向下穿过所述上夹具2的第二通孔21，压在所述试样4上，直到所述试样4断裂，读取断裂值压力，计算出单位面积强度，即获得静态强度实验数据；

所述下夹具1上开设有与所述第二通孔21相对应的第一通孔12；

在本实施例中，所述圆柱冲头3上部周向套设有限位块31；所述上夹具2上，且位于所述限位块31下方，设置有停止开关5。

在本实施例中，步骤b1中，所述骨架结构用非金属材料为塑料。

在本实施例中，步骤b3中，所述动力装置为压力机（未示出）。

在本实施例中，所述圆柱冲头3的直径为18mm；所述第二通孔21和第一通孔12的直径均比所述圆柱冲头3的直径小1mm。

本实施例所述骨架结构用非金属材料的强度测试结果如图2所示。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。