一种用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置及其试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置及其试验方法，一种用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置，包括两块挡板、第一支撑板、第二支撑板、四块开槽夹板、六个内六角螺栓和两个弹簧压缩组件；第一支撑板和第二支撑板平行设置，且第一支撑板位于第二支撑板的正上方，材料试样两端分别穿过第一支撑板和第二支撑板中心，四块开槽夹板平均分为两组，分别夹在材料试样端部，一组位于第一支撑板顶面，另一组位于第二支撑板底面，通过内六角螺栓将开槽夹板和材料试样固连；两个弹簧压缩组件对称设置在材料试样两侧，且其两端分别穿过第一支撑板和第二支撑板，位于支撑板同一侧的两个弹簧压缩组件的端部之间设有一个挡板。本发明专利技术能实现在材料环境老化试验过程中引入指定范围的拉伸应力作用。

A compression spring loading device for material aging test and its test method

The invention discloses a compression spring loading device for material aging test and a test method, a compression spring loading device for material aging test, including two baffles, first support plate, second support plate, four slotted splints, six internal six angle bolts and two spring compression components; the first support is supported. The plate is arranged in parallel with the second support plate, and the first support plate is located at the top of the second support plate. The two ends of the material pass through the first support plate and the second support plate center, and the four slotted splints are divided into two groups, respectively, at the end of the material sample, one on the top of the first support plate and the other in the second support. At the bottom of the plate, the slotting splint and material sample are fixed by the inner six angle bolts, and the two spring compression components are arranged symmetrically on both sides of the material sample, and the ends of the two spring compression components are passed through the first support plate and the second support plate, and a baffle is provided between the end of the two spring compression components on the same side of the supporting plate. The invention can realize the tensile stress effect of the specified range in the process of material environmental aging test.

【技术实现步骤摘要】
一种用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置及其试验方法
本专利技术涉及材料加速老化试验
，具体涉及一种用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置及其试验方法。
技术介绍
复合材料尤其是纤维增强聚合物基复合材料越来越多的作为承力、次承力结构件使用，要求其安全服役年限至少要在10～15年，在土木工程领域甚至要求有50年以上的安全服役年限。因此，人们逐渐开始重视其服役状态下长期的力学性能变化情况。然而，随着纤维增强聚合物基复合材料在各领域的广泛应用，其服役环境呈现出多样性、复杂性和多因素耦合特征，并且由于组份材料性能的随机性、制造工艺的多样性和失效机理的复杂性，以及同时具有粘弹性、非线性、非均质性和各向异性的特点，使得从理论上对纤维增强聚合物基复合材料的长期力学性能变化做出预测十分困难，因此迫切需要通过试验研究的手段，在实验室模拟环境中开展多因素耦合作用下的加速老化试验，尤其需要开展湿、热和载荷耦合作用下的加速老化试验。为了对纤维增强聚合物基复合材料开展湿、热和载荷耦合作用下的加速老化试验，首先要解决的问题是设计载荷施加装置。目前，已有的材料老化加载装置有弯曲载荷加载装置、和吊重物加载等。南田田在《湿热环境下弯曲载荷对CFRP性能的影响》一文中，提出了弯曲载荷加载装置，通过调节螺母改变试样挠度从而施加不同大小的弯曲载荷。该装置虽然结构简单，但是无法区分拉伸和压缩应力对材料老化的影响。朱雯娟在《基于移位因子法的GFRP长期性能试验及其应用研究》一文中提出了杠杆式吊重物加载装置，通过调节力臂长度实现不同大小的载荷加载。该装置的体积较大，操作不便且无法放入恒温恒湿环境箱中进行加速老化试验。故本专利技术设计了一种体积较小的压缩弹簧加载装置，通过弹簧压缩储能对试样施加拉伸应力作用，并可根据需要，调整弹簧的压缩量，对材料试样施加指定范围的拉伸载荷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置及其试验方法，该加载装置体积较小，可通过调节弹簧压缩量对试样施加不同大小的拉伸载荷，方便快捷。解决了目前已有的加载装置体积较大、加载不便等问题。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置，包括两块挡板、第一支撑板、第二支撑板、四块开槽夹板、六个内六角螺栓和两个弹簧压缩组件；第一支撑板和第二支撑板平行设置，且第一支撑板位于第二支撑板的正上方，材料试样两端分别穿过第一支撑板和第二支撑板中心，四块开槽夹板平均分为两组，分别夹在材料试样端部，一组位于第一支撑板顶面，另一组位于第二支撑板底面，通过内六角螺栓将开槽夹板和材料试样固连；两个弹簧压缩组件对称设置在材料试样两侧，且其两端分别穿过第一支撑板和第二支撑板，位于支撑板同一侧的两个弹簧压缩组件的端部之间设有一个挡板。所述弹簧压缩组件包括模具弹簧、长螺杆、凸台垫圈、第一六角螺母、第二六角螺母、第三六角螺母和四个第四六角螺母，长螺杆两端分别穿过第一支撑板和第二支撑板，模具弹簧、凸台垫圈、第一六角螺母和第三六角螺母均设置在第一支撑板和第二支撑板之间的长螺杆上，其中模具弹簧顶部抵住第一支撑板，底部抵住凸台垫圈，第一六角螺母和第三六角螺母依次间隔设置在凸台垫圈的下方，第一六角螺母抵住凸台垫圈，第三六角螺母抵住第二支撑板，第二六角螺母设置在第二支撑板下方的长螺杆上，用于支撑第二支撑板，挡板套在长螺杆的端部，四个第四六角螺母分为两组，对称设置长螺杆两端，用于夹持挡板。所述弹簧压缩组件还包括平垫圈，平垫圈套在长螺杆上，并位于第三六角螺母和第二支撑板之间。所述第一支撑板底面对称设有两个沉孔，当模具弹簧一端抵住所述沉孔时，对模具弹簧进行限位。一种用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置的试验方法，方法步骤如下：步骤1、将第一支撑板和第二支撑板放置在辅助装夹的工装卡具上，保证两者之间的平行度；长螺杆2依次穿过第二六角螺母、第二支撑板、平垫圈、第三六角螺母、第一六角螺母、凸台垫圈和第一支撑板；其中，第三六角螺母和第一六角螺母按预定距离间隔设置；步骤2、借助辅助装夹的工装卡具，压缩模具弹簧到预定的压缩量；步骤3、将材料试样一端与一组开槽夹板和内六角螺栓固连，另一端依次穿过第二支撑板和第一支撑板的中心，然后将材料试样的另一端与另一组开槽夹板和内六角螺栓固连；步骤4、将两组第四六角螺母和挡板固连在长螺杆的两端，把整个加载装置从辅助装夹的工装卡具上取下；此时，材料试样会受到拉伸载荷作用。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：（1）通过选用不同型号的模具弹簧，即可提供不同范围的拉伸载荷；（2）即使材料试样由于载荷作用而发生变形，试样仍然会受到拉伸载荷作用，并可通过选用合适型号的模具弹簧，使得由于变形引起的载荷衰减很小，在误差允许的范围内；（3）本专利技术相比于其他能够提供拉伸载荷的加载装置，体积大大减小。附图说明图1为本专利技术一种用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置总体结构主视图；图2为本专利技术一种用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置总体结构侧视图；图3为本专利技术提供的支撑板结构示意图；图4为本专利技术提供的凸台垫圈结构示意图；图5为本专利技术提供的夹板、材料试样和内六角螺栓组合的工作原理示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“精配合”是指满足GB5277-85中规定的配合尺寸。结合图1和图2，所述一种用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置，包括两块挡板1、第一支撑板3、第二支撑板8、四块开槽夹板10、六个内六角螺栓12和两个弹簧压缩组件；第一支撑板3和第二支撑板8平行设置，且第一支撑板3位于第二支撑板8的正上方，材料试样5两端分别穿过第一支撑板3和第二支撑板8中心，四块开槽夹板10平均分为两组，分别夹在材料试样5端部，一组位于第一支撑板3顶面，另一组位于第二支撑板8底面，通过内六角螺栓12将开槽夹板10和材料试样5固连；两个弹簧压缩组件对称设置在材料试样5两侧，且其两端分别穿过第一支撑板3和第二支撑板8，位于支撑板同一侧的两个弹簧压缩组件的端部之间设有一个挡板1，起到防护作用。所述弹簧压缩组件包括模具弹簧4、长螺杆2、凸台垫圈6、第一六角螺母7、第二六角螺母9、第三六角螺母15和四个第四六角螺母11，长螺杆2两端分别穿过第一支撑板3和第二支撑板8，模具弹簧4、凸台垫圈6、第一六角螺母7和第三六角螺母15均设置在第一支撑板3和第二支撑板8之间的长螺杆2上，其中模具弹簧4顶部抵住第一支撑板3，底部抵住凸台垫圈6，第一六角螺母7和第三六角螺母15依次间隔设置在凸台垫圈6的下方，第一六角螺母7抵住凸台垫圈6，第三六角螺母15抵住第二支撑板8，第二六角螺母9设置在第二支撑板8下方的长螺杆2上，用于支撑第二支撑板8，挡板1套在长螺杆2的端部，四个第四六角螺母11分为两组，对称设置长螺杆2两端，用于夹持挡板1。结合图3，所述第一支撑板3两侧对称设置有两个沉孔3-1，它们与长螺杆2之间的配合满足精配合，并且第一支撑板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置，其特征在于：包括两块挡板（1）、第一支撑板（3）、第二支撑板（8）、四块开槽夹板（10）、六个内六角螺栓（12）和两个弹簧压缩组件；第一支撑板（3）和第二支撑板（8）平行设置，且第一支撑板（3）位于第二支撑板（8）的正上方，材料试样（5）两端分别穿过第一支撑板（3）和第二支撑板（8）中心，四块开槽夹板（10）平均分为两组，分别夹在材料试样（5）端部，一组位于第一支撑板（3）顶面，另一组位于第二支撑板（8）底面，通过内六角螺栓（12）将开槽夹板（10）和材料试样（5）固连；两个弹簧压缩组件对称设置在材料试样（5）两侧，且其两端分别穿过第一支撑板（3）和第二支撑板（8），位于支撑板同一侧的两个弹簧压缩组件的端部之间设有一个挡板（1）。

【技术特征摘要】
1.一种用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置，其特征在于：包括两块挡板（1）、第一支撑板（3）、第二支撑板（8）、四块开槽夹板（10）、六个内六角螺栓（12）和两个弹簧压缩组件；第一支撑板（3）和第二支撑板（8）平行设置，且第一支撑板（3）位于第二支撑板（8）的正上方，材料试样（5）两端分别穿过第一支撑板（3）和第二支撑板（8）中心，四块开槽夹板（10）平均分为两组，分别夹在材料试样（5）端部，一组位于第一支撑板（3）顶面，另一组位于第二支撑板（8）底面，通过内六角螺栓（12）将开槽夹板（10）和材料试样（5）固连；两个弹簧压缩组件对称设置在材料试样（5）两侧，且其两端分别穿过第一支撑板（3）和第二支撑板（8），位于支撑板同一侧的两个弹簧压缩组件的端部之间设有一个挡板（1）。2.根据权利要求1所述的用于材料老化试验的压缩弹簧加载装置，其特征在于：所述弹簧压缩组件包括模具弹簧（4）、长螺杆（2）、凸台垫圈（6）、第一六角螺母（7）、第二六角螺母（9）、第三六角螺母（15）和四个第四六角螺母（11），长螺杆（2）两端分别穿过第一支撑板（3）和第二支撑板（8），模具弹簧（4）、凸台垫圈（6）、第一六角螺母（7）和第三六角螺母（15）均设置在第一支撑板（3）和第二支撑板（8）之间的长螺杆（2）上，其中模具弹簧（4）顶部抵住第一支撑板（3），底部抵住凸台垫圈（6），第一六角螺母（7）和第三六角螺母（15）依次间隔设置在凸台垫圈（6）的下方，第一六角螺母（7）抵住凸台垫圈（6），第三六角螺母（15）抵住第二支撑板（8），第二六角螺母（9）设置在第二支撑板（8）下方的长螺杆（2）上...

【专利技术属性】
技术研发人员：王景贵，孙同生，秦予峥，于存贵，邹利波，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32