一种考虑应力-热氧耦合作用的多工位高分子材料加速老化试验方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于检测领域，涉及一种考虑应力

【技术实现步骤摘要】
一种考虑应力
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热氧耦合作用的多工位高分子材料加速老化试验方法及装置


[0001]本专利技术属于有机高分子材料人工加速老化试验方法领域，具体涉及一种考虑应力和热氧耦合作用对有机高分子板材性能影响的多工位室内加速老化试验方法。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]目前，无论是在现代工业生产中，还是在居民日常生活的过程中，有机高分子材料因为其出色的抗冲击性、柔韧性、耐化学腐蚀性、可熔接性、环保性、易于成型加工等特点在工程设施中的应用广泛，如市政供水管网、城镇中低压燃气管道、电力系统外绝缘材料、橡胶轮胎等。工程设施中的有机高分子材料随着其服役时间的增长，由于受到光照、温度、氧气、机械应力等服役环境的影响，其内在分子结构的物理、化学性能会发生不可逆的变化而产生老化损伤，导致外观质量变差及材料性能的劣化，大大降低其机械和电气性能，为材料的正常使用埋下很大的安全隐患。所以，开展有机高分子材料在实际服役环境下，老化对其后续性能影响的研究十分关键。
[0004]事实上，有机高分子材料在实际服役状态下，环境因素通常比较复杂，老化的诱因往往不是单一的。对于工程设施中的有机高分子材料而言，在应力和热氧环境共同作用下使用就是其中一种常见的情况，例如埋地的聚乙烯燃气管道、市政供水管网等。目前，对有机高分子板材应力
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热氧耦合作用下的老化性能研究，通常采用恒定应变
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热氧耦合的老化方式，在老化过程中，有机高分子材料受到的应力会随着其内部分子链取向、断裂、重排等过程的发生逐渐衰减，这种老化方式能够较好地模拟部分密封件的实际工况，然而这些研究结果并不适用于橡胶轮胎、埋地的聚乙烯燃气管道等在实际工况中受到恒定应力的工程设施，这对有机高分子材料的安全使用十分不利。因此，开展有机高分子材料在应力和热氧复合诱因作用下的老化规律研究，对于工程设施的及时维护(或维修)、延长使用寿命，具有要的理论价值和工程意义。

技术实现思路

[0005]为了克服现有研究方法的不足，本专利技术提供了一种考虑应力
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热氧耦合作用对有机高分子板材性能影响的多工位室内加速老化试验方法，综合考虑了应力与热氧耦合作用对有机高分子材料的老化作用，更加符合实际有机高分子材料在工程设施中所处的工况环境，实验数据更具参考价值。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一个方面，提供了一种考虑应力
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热氧耦合作用的多工位高分子材料加速老化试验装置，包括：主体框架、试验工装8、环境箱9以及温控箱1；所述主体框架上包
括：支柱2，所述支柱2上平行设置有前固定横梁7、移动横梁10、后固定横梁11，所述移动横梁10与后固定横梁11之间还平行设置有导向柱4、滚珠丝杆5；所述移动横梁10与前固定横梁7之间还设置有试验工装8和环境箱9，所述试验工装8的两端对称设置有夹持体，一端的夹持体19与前固定横梁7连接、另一端的夹持体19与移动横梁10相连，前固定横梁7与其相邻的夹持体19之间设置有负荷传感器13，两个夹持体19位于环境箱9腔体的两端。
[0008]本专利技术的第二个方面，提供了一种考虑应力
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热氧耦合作用的多工位高分子材料加速老化试验方法，包括：
[0009]对试验装置进行检查，校准负荷传感器；
[0010]对有机高分子试样的外形进行微加工，并在平板两侧画出记号线；
[0011]松开锁紧螺钉，在支撑板与下压板的间隙放入试样，将夹持体下侧与试样画线对齐放好，带紧螺钉，保证多工位的试样之间夹持大体一致；
[0012]调整移动横梁间距，依次从下向上通过挂耳将夹持体装配至试验工装上，随后通过调整加长杆的长度，保证各路试样的受力相同，最后将负荷传感器的监测值归零；
[0013]将环境箱升至试验位置，安装两侧堵板，盖上上开门，连接轴流风扇插口，设置温控箱的预热温度，对环境箱进行预热；
[0014]拧开环境箱上开门的通气孔，插入测温装置实测箱体内部的温度，与温控箱设定的预热温度进行对比，对加热温度进行校准，随后停止预热；
[0015]根据具体试验要求，设置环境箱内的老化时间、加热温度及应力加载参数及极限拉伸行程，若有机高分子板材在试验过程中达到设定的极限拉伸行程，则试验装置会停止拉伸与加热，但移动横梁不会回位；
[0016]设置机械限位，移动横梁的两侧有两个接近开关，用于试验过程中的机械限位，根据实际位移调整好2个极限位置，调整好后不可人为触动；
[0017]点击温控箱体上的加热按钮，开始试验；
[0018]达到设定的老化时间后，环境箱自动停止加热，使夹持体脱开，从上往下依次取出试样，即可进行后续测试实验。
[0019]本专利技术的第三个方面，提供了任一上述的装置在工程设施检修、高分子材料测试中的应用。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021](1)本专利技术提供了一种考虑应力
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热氧耦合作用对有机高分子板材性能影响的多工位室内加速老化试验方法，相比目前有机高分子材料的室内加速老化试验方法，仅通过一路闭环控制，即可实现多工位有机高分子板材在恒定应力与热氧耦合作用下的室内加速老化试验，整体试验装置操作简单，控制精度较高。
[0022](2)相较于现有的研究方法，本专利技术对有机高分子材料不仅可以实行恒应变
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热氧耦合作用下的室内加速老化试验，还可实行恒应力
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热氧耦合作用下的室内加速老化试验，工作模式可以任意调整，试验参数可以人为设定，具有广泛的适用性。
[0023](3)本专利技术考虑了常压下应力
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热氧两种因素包括其单一因素及耦合作用对有机高分子材料老化后性能的影响，更加符合实际有机高分子材料在工程设施中应用的服役环境，试验方法更有效，试验结果更有参考价值。
[0024](4)本申请的装置结构简单、操作方便、成本低、具有普适性，易于规模化生产。
附图说明
[0025]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0026]图1为本专利技术多工位室内加速老化试验装置的主体结构示意图；
[0027]图2为本专利技术多工位室内加速老化试验装置的主体结构俯视示意图；
[0028]图3为多工位试验工装的结构示意图；
[0029]图4为夹持体的结构示意图；
[0030]图5为安装前试样微加工的示意图；
[0031]图6为环境箱结构示意图；
[0032]图7为环境箱体左堵板的结构示意图；
[0033]图8为环境箱体右堵板的结构示意图；
[0034]其中，1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑应力
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热氧耦合作用的多工位高分子材料加速老化试验装置，其特征在于，包括：主体框架、试验工装8、环境箱9以及温控箱1；所述主体框架上包括：支柱2，所述支柱2上平行设置有前固定横梁7、移动横梁10、后固定横梁11，所述移动横梁10与后固定横梁11之间还平行设置有导向柱4、滚珠丝杆5；所述移动横梁10与前固定横梁7之间还设置有试验工装8和环境箱9，所述试验工装8的两端对称设置有夹持体，一端的夹持体19与前固定横梁7连接、另一端的夹持体19与移动横梁10相连，前固定横梁7与其相邻的夹持体19之间设置有负荷传感器13，两个夹持体19位于环境箱9腔体的两端。2.如权利要求1所述的考虑应力
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热氧耦合作用的多工位高分子材料加速老化试验装置，其特征在于，所述夹持体19平行设置有多组。3.如权利要求1所述的考虑应力
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热氧耦合作用的多工位高分子材料加速老化试验装置，其特征在于，负荷传感器13与相邻的夹持体19之间设置有后支座14、手动调整口15、加长杆16、移动连接杆17、后挂耳18；所述后支座14、手动调整口15、加长杆16、移动连接杆17、后挂耳18依次相连。4.如权利要求1所述的考虑应力
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热氧耦合作用的多工位高分子材料加速老化试验装置，其特征在于，所述移动横梁10与相邻的夹持体19之间设置有连接盘25、拉力杆24、L型压板23、前固定板22、前挂耳21；所述连接盘25、拉力杆24、L型压板23、前固定板22、前挂耳21依次相连。5.如权利要求1所述的考虑应力
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热氧耦合作用的多工位高分子材料加速老化试验装置，其特征在于，所述夹持体19包括：下压板27、上压板28、上盖板29、锁紧螺钉30，所述下压板27、上压板28对称设置，皆为凹形结构，所述上压板28上方设置有上盖板29，所述下压板27、上压板28和上盖板29上对应处设置有螺栓孔，所述螺栓孔内设置有锁紧螺钉30。6.如权利要求1所述的考虑应力
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热氧耦合作用的多工位高分子材料加速老化试验装置，其特征在于，所述环境箱9为恒温通风烘箱，包括：上开门32、箱体33、左...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，陈雷，刘刚，王志聪，卢兴国，滕厚兴，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：