【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热固聚氨酯结构件检测评估，具体为一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法。
技术介绍
1、热固聚氨酯结构件广泛地应用于海洋工程、装备机械领域；该结构件制造过程中往往需要与其嵌件一同浇注成型。然而浇注过程中聚氨酯随着固化将出现收缩效应，进而导致其与嵌件发生开胶或应力集中；
2、现有收缩应力测试技术先测量热固聚氨酯的收缩变形，再根据公式计算收缩应力，但聚氨酯材料力与变形直接存在较强的非线性，导致该间接方法存在误差；现有收缩应力测试仅在设计好的特定时间进行静态测量，无法实时采集收缩应力随时间的动态变化，现有收缩应力测试仅在设计好的特定温度进行静态测量，无法实时采集收缩应力随温度的动态变化；
3、现有加工力学测试技术通常仅使用力传感器对受力值进行直接测量，但聚氨酯浇注过程中需要进行热处理，温度变化会影响力传感器精度。
4、因此，如何设计一种能够测量热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，以评估热固聚氨酯结构件的内部受力，实现质量控制，成为本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，具备能够测量热固聚氨酯收缩应力，以评估热固聚氨酯结构件的内部受力，实现质量控制等优点，以解决现有收缩应力测试技术先测量热固聚氨酯的收缩变形，再根据公式计算收缩应力，但聚氨酯材料力与变形直接存在较强的非线性，导致该间接方法存在误差；现有收缩应力测试仅在设计好的特定时间进行静态测量，无法实时采集收缩应力随时间的动态
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，包括以下步骤：
3、步骤一：首先根据加工工艺需求，确定测量过程中的温度范围；
4、步骤二：然后组装装置，装置包括两个装夹板、嵌件、浇注模腔、轴向力传感器、两个温度传感器、连接螺杆，所述浇注模腔侧面开设有浇注口；
5、步骤三：将轴向力传感器在室温下清零，并开始采集力与时间；
6、步骤四：加热模具，标定无加载时不同温度下力传感器示数；
7、步骤五：在嵌件及浇注模腔上涂抹脱模剂，并加装浇注模腔；
8、步骤六：装置预热，使其达到聚氨酯浇注所需模具温度；
9、步骤七：进行聚氨酯浇注，得到热固聚氨酯浇注体；
10、步骤八：将聚氨酯进行加温固化；
11、步骤九：模腔脱模，使模腔不干扰固化后聚氨酯的收缩；
12、步骤十：装置及热固聚氨酯浇注体一次冷却；
13、步骤十一：聚氨酯后硫化；
14、步骤十二：装置及热固聚氨酯浇注体二次冷却；
15、步骤十三：计算浇注至二次冷却过程中温、时间度与收缩应力之间关系。
16、优选的，所述步骤二中将两个装夹板上下水平对称设置，两个所述装夹板四角通过四个连接螺杆定位，所述装夹板内壁均与连接螺杆表面螺纹连接。
17、优选的，所述轴向力传感器设置在两个装夹板之间，所述轴向力传感器安装在下方装夹板顶面。
18、优选的，所述步骤五中嵌件为两个上下水平设置在两个装夹板之间，上方所述嵌件顶面与上方装夹板底面接触，所述轴向力传感器位于下方嵌件下方。
19、优选的，所述轴向力传感器输出端顶面与下方嵌件底面接触，所述浇注模腔设置在两个嵌件之间并分别与两个下方嵌件相靠近面接触，两个所述温度传感器分别安装在两个嵌件上。
20、优选的，所述步骤四中标定过程即在装置内无热固聚氨酯时将其放入加热炉中，实时采集力传感器和温度传感器数据进而得到温度对力示值的影响关系：f0’＝k1t0’+k2(t0’)2，
21、式中，f0’为无加载示值，t0’为装置实时温度，k1、k2为误差修正系数。
22、优选的，所述步骤十三中该过程中首先，读取加工过程中力传感器随温度及时间的变化数据：ft＝ft(t,t)，
23、式中，ft为轴向力传感器实时示数，t为时间，t为温度；
24、其次，对轴向力传感器实时示数进行修正：f＝ft-f0’＝ft(t,t)-k1t+k2t2；
25、式中，f为收缩轴向力；
26、最终，计算收缩应力与时间、温度的关系：
27、式中，σs为热固聚氨酯收缩应力，a为热固聚氨酯材料截面积。
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，
29、1)、可通过无加载状态下采集装置在不同温度下力传感器示数，标定力传感器零位，以减少加工温度引起的传感器温度效应误差；
30、2)、可通过采集收缩力进而测量聚氨酯浇注至二次冷却过程中收缩应力随时间的变化；
31、3)、可通过采集收缩力及嵌件温度，进而测量聚氨酯浇注至二次冷却过程中收缩应力随温度的变化。
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1.一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，其特征在于：所述步骤二中将两个装夹板(1)上下水平对称设置，两个所述装夹板(1)四角通过四个连接螺杆(7)定位，所述装夹板(1)内壁均与连接螺杆(7)表面螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，其特征在于：所述轴向力传感器(4)设置在两个装夹板(1)之间，所述轴向力传感器(4)安装在下方装夹板(1)顶面。
4.根据权利要求1所述的一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，其特征在于：所述步骤五中嵌件(2)为两个上下水平设置在两个装夹板(1)之间，上方所述嵌件(2)顶面与上方装夹板(1)底面接触，所述轴向力传感器(4)位于下方嵌件(2)下方。
5.根据权利要求4所述的一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，其特征在于：所述轴向力传感器(4)输出端顶面与下方嵌件(2)底面接触，所述浇注模腔(3)设置在两个嵌件(2)之间并分别与两个下方嵌件(2)相靠近面接触，两个所述温度传感器(5
6.根据权利要求1所述的一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，其特征在于：所述步骤四中标定过程即在装置内无热固聚氨酯时将其放入加热炉中，实时采集力传感器和温度传感器数据进而得到温度对力示值的影响关系：F0’＝k1T0’+k2(T0’)2，
7.根据权利要求1所述的一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，其特征在于：所述步骤十三中该过程中首先，读取加工过程中力传感器随温度及时间的变化数据：Ft＝Ft(t,T)，
...【技术特征摘要】
1.一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，其特征在于：所述步骤二中将两个装夹板(1)上下水平对称设置，两个所述装夹板(1)四角通过四个连接螺杆(7)定位，所述装夹板(1)内壁均与连接螺杆(7)表面螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，其特征在于：所述轴向力传感器(4)设置在两个装夹板(1)之间，所述轴向力传感器(4)安装在下方装夹板(1)顶面。
4.根据权利要求1所述的一种热固聚氨酯加工中收缩应力测量方法，其特征在于：所述步骤五中嵌件(2)为两个上下水平设置在两个装夹板(1)之间，上方所述嵌件(2)顶面与上方装夹板(1)底面接触，所述轴向力传感器(4)位于下方嵌...
【专利技术属性】
技术研发人员：张聪，丁乐声，路翼畅，陈金龙，阎军，芦兆宽，许琦，杨建业，毛彦东，
申请(专利权)人：大连理工大学宁波研究院，
类型：发明
国别省市：
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