一种改进型多试件粘接接头湿热循环与交变载荷耦合动态试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种改进型多试件粘接接头湿热循环与交变载荷耦合动态试验装置，由多试件粘接接头疲劳实验加载装置、高低温湿热环境箱、总控制器三大部分组成。本发明专利技术装置采用单个动力装置，通过多级杠杆结构对多个试件并联加载，每个试件受摩擦影响一致，保证试件所受载荷大小相等方向相同。该发明专利技术装置能实现对粘接试件进行不同温度湿度下的疲劳试验，建立与车窗胶接剂实际作用环境和受力情况近似等效的试验工况，方便后期对车窗胶接剂的疲劳和老化特性进行研究。

Improved dynamic test device for coupling damp heat cycle and alternating load of adhesive joint of multiple test pieces

The present invention relates to an improved multi specimen adhesive joints and heat cycle of alternating load coupling dynamic test device consists of three parts, try a piece of adhesive joint fatigue test loading device, high and low temperature environment, the total controller box. The device of the invention adopts a single power device, and a plurality of test pieces are connected in parallel by a multistage lever structure, and each specimen is uniformly influenced by friction so as to ensure that the load magnitude of the specimen is equal and the direction is the same. The device of the invention can realize the bonding specimen fatigue test under different temperature and humidity, the establishment of test conditions and window adhesive force and actual effect of environmental equivalent, research the convenience of adhesive on the window of fatigue and aging characteristics.

【技术实现步骤摘要】
一种改进型多试件粘接接头湿热循环与交变载荷耦合动态试验装置
本专利技术涉及一种多试件粘接接头疲劳试验装置，能对多个粘接试件同时进行交变载荷与温度湿度循环耦合的动态试验装置，能够有效模拟粘接结构在复杂环境和应力状态下的受力机理和疲劳特性。背景资料目前，高速动车技术高速发展，车用胶接剂在高速动车组车窗玻璃上应用广泛。车窗粘接结构在一定使用寿命后，车窗胶接剂的强度还能否达到使用要求与乘客的生命安全直接相关，因此非常有必要对车窗胶粘剂的疲劳老化特性进行研究，疲劳老化特性能够通过疲劳试验进行验证分析。结合实际车窗粘接结构的作用环境和受力情况进行分析，车窗胶接剂主要受温度湿度和交变载荷的影响。一、高度动车组运行范围广，往往从北方运行到南方，温度湿度变化大，车窗胶接剂易受温度湿度变化引起的环境疲劳。二、当高速动车组在高速行驶时高速气流导致车窗受负压，车窗胶接剂受垂直于窗体的拉伸载荷作用；当车体静止时车窗内外气压平衡，车窗胶接剂不受垂直于窗体的拉伸载荷作用。车窗正负气压的交替变化，导致车窗胶接剂受垂直于窗体的拉伸交变载荷作用。因此动车在运行的整个过程中车窗胶接剂主要受温度湿度变化和垂直于窗体的拉伸交变载荷的影响。在研究车窗胶接剂疲劳和老化特性时，由于无法直接对整个动车车窗粘接结构进行受力分析，只能通过粘接试件代替车窗粘接结构来模拟其受力(交变载荷)和工作环境(温度湿度)因素的影响。专利技术团队为了对粘接试件进行疲劳试验，申请了专利技术专利201510598834.1，公布了一种多试件粘接接头蠕变实验加载装置，该装置采用弧形杠杆和杠杆支座组件，可以对多个粘接试件同时串联加载。装置对硬脂胶粘接接头适用，当对软脂胶进行试验时，由于在试验过程中所有试件采用串联加载，试件变形会有一定叠加，变形叠加导致最后试件偏转角度过大，试件受力受影响，且该装置没有说明能进行高低温湿热循环试验。为了针对软脂胶粘接接头变形大的问题，专利技术团队申请了专利技术专利201610403941.9，公布了一种多试件湿热循环与交变载荷耦合动态试验装置，可以实现对粘接试件进行交变载荷和湿热循环实验，通过钢丝绳和滑轮进行加载，避免了软脂胶变形大对其他试件的影响。当设计出实物时发现，当对十几个粘接接头进行不同温度湿度的载荷施加时，即使滑轮配有石墨轴承，载荷一定程度上还会受滑轮摩擦力的影响，导致钢丝绳传递的载荷会逐级递减，第一个试件与最后一个试件受力相差在10％左右，每个粘接试件所受的载荷无法同时完全保持一致。现有疲劳试验装置，有明显的缺点和不足：一是试件加载过程中，受力易受加载结构的重量和摩擦力影响，试验过程中受力不稳定，导致每个试件受力不相等。二是对作用于粘接试件的载荷无法进行实时测量，无法排除结构部件的重量和摩擦力对试件作用力的影响，不确定试件所受载荷是否等于实验方案计划载荷。为了保证每个试件受力一致，避免试件受加载结构摩擦力影响，且能对作用于粘接试件的载荷进行实时测量，避免结构部件的重量和摩擦力对试件作用力的影响，需要设计一种疲劳试验装置，能对多个试件加载相同大小和方向的力，且能对作用于粘接试件的载荷进行实时测量，确保试件载荷等于实验方案计划载荷。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有粘接剂疲劳实验技术存在的不足，专利技术一种结构紧凑、可靠性高，能对多个试件粘接接头进行交变载荷与温度湿度循环耦合疲劳试验装置。本专利技术疲劳试验装置及方法能对多个粘接试件同时进行加载，实现多个粘接试件在不同环境温度湿度下所受的交变或恒定载荷一样且载荷与试验设定值一致。该试验装置及控制方法能实现对粘接试件进行不同温度湿度下的疲劳试验，建立与车窗胶接剂实际作用环境和受力情况近似等效的试验工况，方便后期对车窗胶接剂的疲劳和老化特性进行研究。根据附图，说明如下：一种改进型多试件粘接接头湿热循环与交变载荷耦合动态试验装置，主要由多试件粘接接头疲劳实验加载装置、高低温湿热环境箱、总控制器三大部分组成；所述的多试件粘接接头疲劳实验加载装置放置于高低温湿热环境箱2的内部，包括对应平行放置的上固定加载板9和下固定加载板20，上、下两个固定加载板之间固定连接多根支撑柱21支撑，加载支撑板10固定安装在上固定加载板9下表面，加载支撑板10、上U形连接件11、粘接试件12、下U形连接件13依次铰接；下U形连接件13与杠杆Ⅲ14一端铰接，杠杆Ⅲ14另一端对应连接相同的一组试件；U形连接件Ⅱ15上端与杠杆Ⅲ14中部铰接，U形连接件Ⅱ15下端与杠杆Ⅱ16一端铰接，杠杆Ⅱ16另一端对应连接相同的一组试件；U形连接件Ⅰ17上端与杠杆Ⅱ16中部铰接，U形连接件Ⅰ17下端与杠杆Ⅰ18一端铰接，杠杆Ⅰ18另一端对应连接相同的一组试件，杠杆Ⅰ18中间与动力装置连接件19铰接；动力装置8位于高低温湿热环境箱2的外部，动力装置8与动力装置连接件19固定相连，滑套7连接动力装置8和上固定加载板9；拉力传感器4放置于高低温湿热环境箱2外侧，通过拉力传感器固定架5对其固定，支撑管3位于拉力传感器固定架5和上固定加载板9之间，拉力传感器4使用预紧件6下的钢丝绳穿过支撑管3连接拉力传感器连接件22，拉力传感器连接件22与其中一个下U形连接件13铰接。通过多级杠杆将拉力传感器连接件22与多个粘接试件12并联连接。总控制器1与动力装置8、高低温湿热环境箱2、拉力传感器4连接形成闭环控制，总控制器1监控调节高低温湿热环境箱2，能够根据读取的拉力传感器4数值调节控制动力装置8对粘接试件施加不同大小和频率的工作载荷。所述的上固定加载板9设置通孔，加载支撑板10上部为螺纹孔，侧面有销孔，通过螺钉连接上固定加载板9。所述U形连接件两端有凹槽和销孔，上、下U形连接件的上销孔和下销孔轴线相互垂直，能形成类万向节结构，可以防止粘接试件受弯矩和扭矩的作用。可利用多级杠杆对多个粘接试件12进行加载，其中一根杠杆Ⅲ14的一端连接拉力传感器4，另一端连接粘接试件12，其余所有杠杆Ⅲ的两端连接粘接试件12。对1个试件进行加载时，需要1级杠杆；对3个试件进行加载时，需要2级杠杆；对7个试件进行加载时，需要3级杠杆；对N个试件进行加载时，假设需要M级杠杆，2M＝N+1，则需要M＝log2(N+1)级杠杆，动力装置8通过U形连接件和多级杠杆对粘接试件施加交变或恒定拉伸载荷，若对N个粘接试件施加拉伸载荷P，则动力装置Ⅰ出力为(N+1)×P。有益效果：1、本专利技术一种改进型多试件粘接接头湿热循环与交变载荷耦合动态试验装置，通过多级杠杆结构对N个试件同时以并联工作方式进行加载，各杠杆倾角不会出现叠加情况，避免软脂胶加载时试件偏转角度过大，防止试件变形对其他试件产生影响。加载结构之间摩擦阻力很小且每个试件受摩擦的影响一致，各试件所受摩擦力不会出现叠加情况，每个试件受力相等方向相同，保证了实验数据的可靠性，可极大地缩短试验周期。2、本专利技术一种改进型多试件粘接接头湿热循环与交变载荷耦合动态试验装置，拉力传感器与粘接试件并联加载，拉力传感器间接测得粘接试件所受载荷，拉力传感器测得力＝粘接试件所受载荷，通过拉力传感器对作用于试件上的力进行实时监控，当拉力传感器测得的力等于实验设定力时对粘接试件进行疲劳试验，避免结构的重量和动力传递过程中的摩擦力对粘接试件受力的影响。3、本专利技术一种改进型多试件粘接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进型多试件粘接接头湿热循环与交变载荷耦合动态试验装置，主要由多试件粘接接头疲劳实验加载装置、高低温湿热环境箱、总控制器三大部分组成；其特征在于：所述的多试件粘接接头疲劳实验加载装置放置于高低温湿热环境箱(2)的内部，包括对应平行放置的上固定加载板(9)和下固定加载板(20)，上、下两个固定加载板之间固定连接多根支撑柱(21)支撑，加载支撑板(10)固定安装在上固定加载板(9)下表面，加载支撑板(10)、上U形连接件(11)、粘接试件(12)、下U形连接件(13)依次铰接；下U形连接件(13)与杠杆Ⅲ(14)一端铰接，杠杆Ⅲ(14)另一端对应连接相同的一组试件；U形连接件Ⅱ(15)上端与杠杆Ⅲ(14)中部铰接，U形连接件Ⅱ(15)下端与杠杆Ⅱ(16)一端铰接，杠杆Ⅱ(16)另一端对应连接相同的一组试件；U形连接件Ⅰ(17)上端与杠杆Ⅱ(16)中部铰接，U形连接件Ⅰ(17)下端与杠杆Ⅰ(18)一端铰接，杠杆Ⅰ(18)另一端对应连接相同的一组试件，杠杆Ⅰ(18)中间与动力装置连接件(19)铰接；动力装置(8)位于高低温湿热环境箱(2)的外部，动力装置(8)与动力装置连接件(19)固定相连，滑套(7)连接动力装置(8)和上固定加载板(9)；拉力传感器(4)放置于高低温湿热环境箱(2)外侧，通过拉力传感器固定架(5)对其固定，支撑管(3)位于拉力传感器固定架(5)和上固定加载板(9)之间，拉力传感器(4)使用预紧件(6)下的钢丝绳穿过支撑管(3)连接拉力传感器连接件(22)，拉力传感器连接件(22)与其中一个下U形连接件(13)铰接，通过多级杠杆将拉力传感器连接件(22)与多个粘接试件(12)并联连接，总控制器(1)与动力装置(8)、高低温湿热环境箱(2)、拉力传感器(4)连接形成闭环控制，总控制器(1)监控调节高低温湿热环境箱(2)，能够根据读取的拉力传感器(4)数值调节控制动力装置(8)对粘接试件施加不同大小和频率的工作载荷。...

【技术特征摘要】
1.一种改进型多试件粘接接头湿热循环与交变载荷耦合动态试验装置，主要由多试件粘接接头疲劳实验加载装置、高低温湿热环境箱、总控制器三大部分组成；其特征在于：所述的多试件粘接接头疲劳实验加载装置放置于高低温湿热环境箱(2)的内部，包括对应平行放置的上固定加载板(9)和下固定加载板(20)，上、下两个固定加载板之间固定连接多根支撑柱(21)支撑，加载支撑板(10)固定安装在上固定加载板(9)下表面，加载支撑板(10)、上U形连接件(11)、粘接试件(12)、下U形连接件(13)依次铰接；下U形连接件(13)与杠杆Ⅲ(14)一端铰接，杠杆Ⅲ(14)另一端对应连接相同的一组试件；U形连接件Ⅱ(15)上端与杠杆Ⅲ(14)中部铰接，U形连接件Ⅱ(15)下端与杠杆Ⅱ(16)一端铰接，杠杆Ⅱ(16)另一端对应连接相同的一组试件；U形连接件Ⅰ(17)上端与杠杆Ⅱ(16)中部铰接，U形连接件Ⅰ(17)下端与杠杆Ⅰ(18)一端铰接，杠杆Ⅰ(18)另一端对应连接相同的一组试件，杠杆Ⅰ(18)中间与动力装置连接件(19)铰接；动力装置(8)位于高低温湿热环境箱(2)的外部，动力装置(8)与动力装置连接件(19)固定相连，滑套(7)连接动力装置(8)和上固定加载板(9)；拉力传感器(4)放置于高低温湿热环境箱(2)外侧，通过拉力传感器固定架(5)对其固定，支撑管(3)位于拉力传感器固定架(5)和上固定加载板(9)之间，拉力传感器(4)使用预紧件(6)下的钢丝绳穿过支撑管(3)连接拉力传感器连接件(22)，拉力传感器连接件(22)与其中一个下U形连接件(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：那景新，谭伟，王元伍，李锋，范以撒，秦国锋，浦磊鑫，纪俊栋，杨佳宙，任俊铭，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22