粘弹性材料测试系统技术方案

一种可执行用挠曲仪进行测试的系统，包括： 支承平台的平衡梁，该平台上放置粘弹性材料，该平衡梁在可转动的轴上保持平衡并可绕该转动轴转动； 将静负载加在材料上的组件； 对着平台的小锤，用于将动态应变加到材料上； 检测材料永久尺寸改变的传感器。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测试材料粘弹性的系统和方法，具体涉及能够对材料进行挠曲仪测试以确定温升和永久形变以及进行其它测试以确定材料某些基本粘弹性例如贮能模量和损耗模量的系统和方法。
技术介绍
通常要求赋予一种样品或化合物许多特性，以便于预测这种化合物在各种应用中的响应性，以及有利于研究和开发这种化合物，并作为一种指标对生产的化合物进行质量鉴定。例如要求能够预测某些橡胶作的轮胎所具有的滚动阻力，而实际上并没有用该化合物制作一个轮胎和测试一个轮胎。可以根据橡胶样品的某些特性例如用挠曲仪测试时材料的温度改变和永久应变预测或推导出滚动阻力。在题为“橡胶特性即在压缩时的生热和挠曲疲劳的标准测试方法”的ASTM标准D623的方法A中说明了一种挠曲仪即Goodrich式挠曲仪。这种挠曲仪价格便宜而很小，但只能提供有限的材料特性信息，例如温度改变及永久应变。还可以利用其它装置，它们能够测定样品的基本粘弹性，但是价格高、体积大而操作复杂。这些机器中很多不能进挠曲仪式的测试。因此希望提供一种系统，即可进行挠曲仪测试又可进行其它测试以确定材料的基本粘弹性，而这种系统又相当便宜、体积小和操作简单。专利技术概要本专利技术提供一种既进行挠曲仪测试又进行其它测试以确定材料粘弹性的系统和方法。该系统通过将平衡梁部件锁定就位和在微机上设定要进行的测试便可以容易地从用挠曲仪测试的状态改变到测试基本粘弹性的状态。按照本专利技术的一个方面，测试粘弹性材料各种特性的装置包括一个平衡梁，该平衡梁支承一个放置材料的平台，该平衡梁具有固定状态和活动状态；加载组件，用于在平衡梁处于活动状态时将一静负载加在材料上，并且在上述平衡梁处于固定状态时在上述材料上引起初始静应变；对着平台的小锤，用于将动态应变施加于材料；第一传感器，在平衡梁处于固定状态时该传感器检测小锤施加在材料上的动态应变；负载传感器，该传感器检测在平衡梁处于固定状态下时该材料对初始静应变和动态应变的力响应性，第二传感器，检测平衡梁处于活动状态时材料的永久尺寸变化。按照本专利技术的另一方面，测试粘弹性材料各种特性的装置包括平衡梁，用于支承放置材料的平台，平衡梁具有固定状态和活动状态；加载组件，用于在上述平衡梁处于活动状态时将静负载加在材料上，并且在上述平衡梁处于固定状态时在上述材料上引起初始静应变；对着平台的小锤，用于将动态应变加在材料上；第二传感器，用于检测平衡梁处于固定状态时小锤加在材料上的动态应变；负载传感器，该传感器检测在平衡梁处于固定状态时材料对初始静应变和动态应变的力响应性；热电偶，用于检测平衡梁处于活动状态时材料的温度。按照本专利技术的另一方面，测试粘弹性材料各种特性的方法包括以下步骤在第一测试和第二测试中选择要进行的测试；在选择第二测试时将静负载加在材料上，并在选择上述第一测试时在上述材料上引发初始静应变；将动态应变加在材料上；在选择第一测试时检测加在材料上的动态应变；在选择第一测试时检测材料对初始静应变和动态静应变的力响应性；在选择第二测试时检测材料的永久尺寸形变。按照本专利技术的再一方面，检测粘弹材料各种特性的方法包括以下步骤在第一测试和第二测试中选择要执行的测试；当选择第二测试时将静负载加在材料上并且在选择第一测试时在上述材料上引发初始静应变；将动态应变加在材料上；在选择第一测试时检测加在材料上的动态应变；在选择第一测试时检测材料对初始静应变负载和动态应变的力响应性；在选择第二测试时检测材料的温度。按照本专利技术的再一方面，用挠曲仪测试的系统包括平衡梁，支承放置粘弹材料的平台，平衡梁在转动轴上保持平衡并可绕该转动轴的轴线转动；将静负载加在材料上的组件；对着平台的小锤，用于将动态应变加在材料上；检测材料永久尺寸变化的传感器。按照本专利技术的再一方面，进行粘弹性测试的系统包括平衡梁，用于支承放置粘弹材料的平台，平衡梁在一个转动轴上保持平衡并可绕该转动轴的轴线转动；锁定组件， 包括用于接触上述平衡梁底面的第一接触件和用于接触上述平衡梁顶面的第二接触件，锁定组件具有该梁可以自由转动的第一状态和接触件共同起作用而将平衡梁锁定在固定位置的第二状态；将静力加于材料上的组件；对着平台的小锤，用于将动态应变加在材料上；至少一个传感器，用于检测材料对测试的响应；控制器，用于控制锁定组件的状态。按照本专利技术的再一方面，改装具有刀口支轴的挠曲仪的组件包括一个转动轴，该轴可转动地固定在安装装置上，该安装装置装在要更换刀口支轴的挠曲仪的机架上；适合于取代挠曲仪平衡梁中枢轴件的替换枢轴件，该替换枢轴件还适合于接纳至少部分转轴，其中该转轴和平衡梁的枢轴线与替换之前的刀口支轴的刀尖共轴。以下详细说明本专利技术的上述特征和其它特征并在权利要求书中指出了所有这些特征，以下的说明和附图详细地陈述了本专利技术的某些例示性实施例，然而这些实施例仅仅表现出可以应用本专利技术原理的不同方式中的少许方式。应当认识到，本专利技术的范围应当由权利要求书及其等价说明确定。附图的简要说明包括以下附图附图说明图1是本专利技术测试系统的局部等角投影图；图2是图1测试系统的局部侧视图；图3是用挠曲仪测试时作为运行时间(min)函数的温度的曲线图；图4是在时间过程中加于测试样品上的应变和样品对所加应变的力响应性的波形的重叠曲线图5是具有刀口支轴的常规挠曲仪的枢轴组件的放大图；图6是另一枢轴组件的放大图；图7是俯视平衡梁时自动锁定组件的视图；图8是图7自动锁定组件的局部侧视图，图中为清楚起见除去了支承轴承，而且平衡梁处于固定状态；图9是图7自动锁定组件的局部侧视图，图中为清楚起见除去了支承轴承，而且平衡梁处于自由状态。专利技术的详细说明参照附图，首先参看图1，图中示出本专利技术的测试系统10。测试系统10最好可在两种模式下操作，例如用挠曲仪测试的模式和进行其它测定的模式，后一种模式可以测定测试材料的某些基本的粘弹性例如贮能模量、损耗模量和tanδ。测试系统10包括机架11；其中放置测试样品14的测试夹具12；围绕测试样品和部分夹具的炉子(未示出)；在支轴18上保持平衡的高惯性质量的平衡梁16；驱动系统20；计算机或处理器22；计算机22控制测试的各个方面，和/或采集测试数据，和/或按照所选的测试模式根据采集的测试数据计算测试样品14的所需特性。计算机可以是许多处理装置和有关器件中任何一种处理器，它可以与远处的装置配合，得到数字化的数据并执行下面将说明的要求的数据计算。测试夹具12的下部分包括放置测试样品14的平台24，该平台通过负载传感器26、定位轴28和调平系30连接于平衡梁16，如图2所示。调平系统30包括通过导线33连接于计算机22的一对磁的接近传感器，该传感器结合起来使得计算机可以确定平衡梁16是否水平；调平马达34；啮合于定位轴28上适当齿轮的驱动齿轮36；连接调平马达和驱动齿轮的驱动轴38、调平马达34可使驱动轴38转动，因而使驱动齿轮36转动。驱动齿轮36的转动通过驱动齿轮的齿和定位轴上的齿的配合变成定位轴28和平台24的垂直运动。还装有手动调平曲柄39，该曲柄与驱动轴38连接而可以升高或降低平台，其方式与调平马达34操作的方式相同。在平衡梁16的两端部悬挂惯性重物40、41、该重物接合起来增加了平衡梁的惯性，因而在用挠曲仪测试时，该梁基本上不会受到平台24感知的相当高频率的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐纳德·W·阿斯凯，杰弗里·W·约翰逊，
申请(专利权)人：诺沃恩IP控股公司，
类型：发明
国别省市：