一種薄膜材料的拉伸試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種薄膜材料的拉伸試驗裝置，所述試驗裝置包括試驗前處對試件進行前處理的前處理裝置，所述前處理裝置包括用于放置試件的底座、用于將所述試件固定在所述底座上的固定塊、分別與所述底座相配合用于對所述試件進行劃線處理的劃線窗口和用于對所述試件進行噴斑處理的噴斑窗口，所述試驗裝置還包括試驗中用于夾持所述試件并進行測試的測試裝置。該薄膜材料的拉伸試驗裝置結構簡單，通過前處理裝置的設置可使試件在前處理工序中保持筆直，避免卷曲變形等，以提高前處理的質量，同時可提高前處理的工作效率；通過測試裝置的設置可對試件進行夾持，可保證試樣不受偏載，保證測試結果的精確性。
【專利說明】
一種薄膜材料的拉伸試驗裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及材料力學性能測試與表征技術領域，具體涉及一種薄膜材料的拉伸試驗裝置。
【背景技術】
[0002]材料的拉伸試驗中，為了獲取材料在拉伸過程中的應變、位移等數據，需要對試件主要測量部位進行畫標距線、噴斑的處理。對于金屬材料、高分子材料等的拉伸試驗，試件的厚度一般介于Imm到3mm之間，在畫線、噴斑和標距線測量的過程中試件本身可以保持筆直。而對于薄膜材料，厚度通常在20到30微米之間，試件無法保持自身筆直，這對試件的前處理(畫線、噴斑和標距線測量)都造成了困難。此外，由于試件過薄，原本適用于常規材料拉伸的夾具無法有效夾持薄膜試件，適用常規材料拉伸的力傳感器(kN量級)也無法滿足薄膜材料拉伸過程中載荷的測量(1N量級)。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的問題，提供一種薄膜材料的拉伸試驗裝置。
[0004]為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0005]—種薄膜材料的拉伸試驗裝置，所述試驗裝置包括試驗前對試件進行前處理的前處理裝置，所述前處理裝置包括用于放置試件的底座、用于將所述試件固定在所述底座上的固定塊、分別與所述底座相配合用于對所述試件進行劃線處理的劃線窗口和用于對所述試件進行噴斑處理的噴斑窗口，所述試驗裝置還包括試驗中用于夾持所述試件并進行測試的測試裝置。
[0006]優選地，所述底座上設有多個用于容納所述試件的容納槽，多個所述容納槽沿所述底座的長度延伸方向間隔設置。
[0007]優選地，所述底座上還設有用于對所述劃線窗口和所述噴斑窗口進行限位的限位槽，當對所述試件進行劃線處理時，所述劃線窗口卡設在所述限位槽中，當對所述試件進行噴斑處理時，所述噴斑窗口卡設在所述限位槽中。
[0008]優選地，所述劃線窗口的內側邊緣從上向下從內向外傾斜設置。
[0009]優選地，所述噴斑窗口的內側邊緣從上向下從內向外傾斜設置。
[0010]優選地，所述測試裝置包括用于與拉伸試驗機的加載端相固定連接的第一夾板、用于與所述拉伸試驗機的固定端相固定連接的第二夾板，所述試件的兩端部分別固定連接在所述第一夾板和所述第二夾板上，所述測試裝置還包括用于測試試驗過程中拉伸載荷的載荷測量裝置，所述載荷測量裝置采用應變片式載荷測量裝置。
[0011]進一步地，所述第二夾板包括用于夾持所述試件的夾持部、與所述拉伸試驗機的固定端相固定連接的固定部和用于放置所述載荷測量裝置的測試部，所述測試部位于所述夾持部與所述固定部之間，且所述測試部的厚度小于所述固定部和所述夾持部的厚度。
[0012]再進一步地，所述第一夾板上和所述第二夾板的所述夾持部上分別設有定位槽，所述試件的兩端部分別設置在所述定位槽中。
[0013]更進一步地，所述測試裝置還包括用于將所述試件的兩端部夾緊在所述第一夾板和所述第二夾板上的固定夾片，所述固定夾片與所述定位槽相配合。
[0014]更進一步地，所述測試裝置還包括用于方便將所述試件安裝在所述第一夾板和所述第二夾板上以及方便將所述測試裝置安裝在所述拉伸試驗機上的定位板，所述定位板的兩端部分別與所述第一夾板和所述第二夾板相配合，所述定位板中部的一端面、所述第一夾板上所述定位槽的槽底所在平面、所述第二夾板上所述定位槽的槽底所在平面三者位于同一平面內。
[0015]由于上述技術方案的運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點:本實用新型的薄膜材料的拉伸試驗裝置結構簡單，通過前處理裝置的設置可使試件在前處理工序中保持筆直，避免卷曲變形等，以提高前處理的質量，同時可提高前處理的工作效率;通過測試裝置的設置可對試件進行夾持，可保證試樣不受偏載，保證測試結果的精確性。
【附圖說明】
[0016]附圖1為本實用新型的薄膜材料的拉伸試驗裝置的前處理裝置的結構示意圖之一(劃線處理時)；
[0017]附圖2為本實用新型的薄膜材料的拉伸試驗裝置的前處理裝置的結構示意圖之二(噴斑處理時)；
[0018]附圖3為本實用新型的薄膜材料的拉伸試驗裝置中底座的結構示意圖；
[0019]附圖4為本實用新型的薄膜材料的拉伸試驗裝置中劃線窗口的主視圖；
[0020]附圖5為附圖4中沿A-A線的剖視圖；
[0021]附圖6為本實用新型的薄膜材料的拉伸試驗裝置中噴斑窗口的主視圖；
[0022]附圖7為附圖6中沿A-A線的剖視圖；
[0023]附圖8為本實用新型的薄膜材料的拉伸試驗裝置的測試裝置的結構示意圖；
[0024]附圖9為本實用新型的薄膜材料的拉伸試驗裝置中第一夾板的結構示意圖；
[0025]附圖10為本實用新型的薄膜材料的拉伸試驗裝置中第二夾板的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和具體實施例來對本實用新型的技術方案作進一步的闡述。
[0027]本實用新型的薄膜材料的拉伸試驗裝置包括試驗前對試件100進行前處理如劃線、噴斑等的前處理裝置1、用于對經前處理工序后的試件100進行夾持并進行測試的測試裝置2。
[0028]如圖1和圖2所示，前處理裝置I包括用于放置試件100的底座11、用于將試件100固定在底座11上的固定塊12、用于對試件100進行劃線處理的劃線窗口 13和用于對試件100進行噴斑處理的噴斑窗口 14。
[0029]如圖3所示，底座11上設有容納試件100的容納槽11a，試件100放置在容納槽Ila中后通過固定塊12定位，固定塊12分別壓設在試件100的兩個端部，以防止試件100發生卷曲或者在劃線過程中產生意外滑動。容納槽Ila設有多個，多個容納槽Ila沿底座11的長度延伸方向間隔設置，以便于對多個試件100同時進行劃線和噴斑等前處理操作，以實現試件100的批量前處理，從而提高前處理的工作效率。在底座11上還設有用于對劃線窗口 13和噴斑窗口 14進行定位的限位槽I Ib，限位槽I Ib分別與劃線窗口 13和噴斑窗口 14相配合，在對試件100進行劃線處理時，將劃線窗口 13卡設在限位槽Ilb中，即可用筆沿著劃線窗口 13的內側邊緣在試件100上畫標距線。劃線完成后進行噴斑處理時，將劃線窗口 13從限位槽Ilb中取出再將噴斑窗口 14卡設在限位槽Ilb中，即可進行噴斑處理操作。
[0030]通過劃線窗口 13的設置，可準確定位標距段，從而在試件100上劃標距線。在對試件100進行劃線處理時，為了能更好地容納筆頭進行劃線，保證劃線質量，劃線窗口 13的內側邊緣從下向上從內向外傾斜設置，如圖4和圖5所示。
[0031]通過噴斑窗口 14的設置，可準確定位噴斑段，從而方便噴斑。在對試件100進行噴斑處理時，為避免因噴射角度造成部分噴霧被噴斑窗口 14的框架阻擋，噴斑窗口 14的內側邊緣從下向上從內向外傾斜設置，如圖6和圖7所示。
[0032]上述對于方向的定義為:以劃線窗口13和噴斑窗口 14放置在底座11上后的方向來定義，底座11位于下方，劃線窗口 13和噴斑窗口 14位于上方。
[0033]該測試裝置2可與拉伸試驗機配合使用，如圖8所示，測試裝置2包括用于與拉伸試驗機的加載端相固定連接的第一夾板21、用于與拉伸試驗機的固定端相固定連接的第二夾板22，試件100的兩端部分別固定連接在第一夾板21和第二夾板22上。
[0034]如圖9所示，第一夾板21包括用于與拉伸試驗機的加載端相固定連接的固定部211和用于夾持試件100的一端部的夾持部212，在夾持部212上設有用于容納試件100的一端部的定位槽212a。
[0035]如圖10所示，第二夾板22包括用于與拉伸試驗機的固定端相固定連接的固定部221和用于夾持試件100的另一端部的夾持部222，在夾持部222上設有容納試件100的另一端部的定位槽222a。
[0036]測試裝置2還包括用于測試試驗過程中拉伸載荷的載荷測量裝置，本實施例中，載荷測量裝置采用應變片式載荷測量裝置，且設置在第二夾板22上，從而使得測力區域更加靠近試件100，并可有效降低試件100在高應變率加載條件下的測試結果曲線出現振蕩的可能性，該應變片式載荷測量裝置包括應變片23，第二夾板22還包括用于粘貼應變片23的測試部223，測試部223位于固定部221與夾持部222之間，且測試部223的厚度小于固定部221和夾持部222的厚度，由于測試部223的厚度較薄，可避免測試部223的厚度對測試精度的影響，從而提尚測試的精確度。
[0037]測試裝置2還包括用于將試件100的兩端部夾緊在第一夾板21和第二夾板22上的固定夾片24，固定夾片24分別與定位槽212a和定位槽222a相配合，將試件100的兩端部分別放置在定位槽212a和定位槽222a中后，將固定夾片24壓設在試件100上，然后通過緊固件將固定夾片24分別與第一夾板21和第二夾板22固定連接在一起。
[0038]該測試裝置2還包括定位板25，定位板25的兩端部分別與第一夾板21和第二夾板22相配合，定位板25與第一夾板21和第二夾板22連接在一起后，第一夾板21上的定位槽212a的槽底所在平面、第二夾板22上的定位槽222a的槽底所在平面、定位板25的一端面三者位于同一平面內，這樣，在安裝試件100時，只需將試件100放置在上述三者形成的平面上，從而方便了試件100的安裝，同時可避免試件100由于薄膜過薄引起的意外變形，以及裝載不正等問題，而且也便于將測試裝置2整體安裝在拉伸試驗機上。在將該測試裝置安裝到拉伸試驗機上后，將定位板25拆卸，即可進行拉伸試驗。
[0039]綜上所述，通過本實用新型的薄膜材料的拉伸試驗裝置可實現對試件前處理的批量處理，可省去標距段測量過程，加快處理效率;可避免薄膜試件卷曲造成的測量誤差，提升試件的處理精度;可實現試件裝載過程中的精確定位和整體平移，提升了裝載精度；同時可實現了拉伸過程中的微小載荷(10N量級，常規試件為kN量級)測量;另外，該試驗裝置結構簡單，制造成本低。
[0040]上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種薄膜材料的拉伸試驗裝置，其特征在于:所述試驗裝置包括試驗前對試件進行前處理的前處理裝置，所述前處理裝置包括用于放置試件的底座、用于將所述試件固定在所述底座上的固定塊、分別與所述底座相配合用于對所述試件進行劃線處理的劃線窗口和用于對所述試件進行噴斑處理的噴斑窗口，所述試驗裝置還包括試驗中用于夾持所述試件并進行測試的測試裝置。2.根據權利要求1所述的薄膜材料的拉伸試驗裝置，其特征在于:所述底座上設有多個用于容納所述試件的容納槽，多個所述容納槽沿所述底座的長度延伸方向間隔設置。3.根據權利要求1所述的薄膜材料的拉伸試驗裝置，其特征在于:所述底座上還設有用于對所述劃線窗口和所述噴斑窗口進行限位的限位槽，當對所述試件進行劃線處理時，所述劃線窗口卡設在所述限位槽中，當對所述試件進行噴斑處理時，所述噴斑窗口卡設在所述限位槽中。4.根據權利要求1所述的薄膜材料的拉伸試驗裝置，其特征在于:所述劃線窗口的內側邊緣從上向下從內向外傾斜設置。5.根據權利要求1所述的薄膜材料的拉伸試驗裝置，其特征在于:所述噴斑窗口的內側邊緣從上向下從內向外傾斜設置。6.根據權利要求1所述的薄膜材料的拉伸試驗裝置，其特征在于:所述測試裝置包括用于與拉伸試驗機的加載端相固定連接的第一夾板、用于與所述拉伸試驗機的固定端相固定連接的第二夾板，所述試件的兩端部分別固定連接在所述第一夾板和所述第二夾板上，所述測試裝置還包括用于測試試驗過程中拉伸載荷的載荷測量裝置，所述載荷測量裝置采用應變片式載荷測量裝置。7.根據權利要求6所述的薄膜材料的拉伸試驗裝置，其特征在于:所述第二夾板包括用于夾持所述試件的夾持部、與所述拉伸試驗機的固定端相固定連接的固定部和用于放置所述載荷測量裝置的測試部，所述測試部位于所述夾持部與所述固定部之間，且所述測試部的厚度小于所述固定部和所述夾持部的厚度。8.根據權利要求7所述的薄膜材料的拉伸試驗裝置，其特征在于:所述第一夾板上和所述第二夾板的所述夾持部上分別設有定位槽，所述試件的兩端部分別設置在所述定位槽中。9.根據權利要求8所述的薄膜材料的拉伸試驗裝置，其特征在于:所述測試裝置還包括用于將所述試件的兩端部夾緊在所述第一夾板和所述第二夾板上的固定夾片，所述固定夾片與所述定位槽相配合。10.根據權利要求8所述的薄膜材料的拉伸試驗裝置，其特征在于:所述測試裝置還包括用于方便將所述試件安裝在所述第一夾板和所述第二夾板上以及方便將所述測試裝置安裝在所述拉伸試驗機上的定位板，所述定位板的兩端部分別與所述第一夾板和所述第二夾板相配合，所述定位板中部的一端面、所述第一夾板上所述定位槽的槽底所在平面、所述第二夾板上所述定位槽的槽底所在平面三者位于同一平面內。
【文檔編號】G01N1/28GK205620234SQ201620402693
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】夏勇, 羅海靈, 蔣旭乾, 馬令晨, 周青
【申請人】清華大學