[实用新型]一种多功能管材检验和材料试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种管材检验及材料试验装置，特别是用于高分子材料、复合材料、梯度材料等新材料的一种多功能管材检验和材料试验装置，属试验力学装置技术领域。

背景技术

目前管材内压测试多采用水压法(参见GB/T6111-2003流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法)，不同规格、材质的管材需配置不同的封头；管材规格愈大、或承受压力愈高，则封头愈昂贵；试验时，管材两端受封头约束，从而改变了管材的受力状态，影响了测试结果的准确性；为消除封头的影响，需加长管材试样，从而导致材料的浪费，也需增加试压供水量，影响试验效率；另外，不同规格、材质的管材，试样的合理长度也不同。另外，管材承受外压的能力以管材的环刚度来衡量。环刚度的测量方法是两点对压法，未考虑实际工况中土壤对管材的支撑作用。对此，目前尚缺乏系统地研究。更没有科学合理的实验机。对于大口径管材，目前尚缺乏有效的测试方法和设备。

目前各种高分子硬质材料、复合材料硬质材料性能测试尚没有相应的测试仪器和设备，仍沿用金属材料的测试手段和方法，例如GB/T 1040.2-2006塑料拉伸性能试验方法、GB1446-2005纤维增强塑料性能试验方法总则。较为常用的试验设备是万能材料试验机。

材料性能测试结果的准确性取决于测试方法和试样制作方法。与万能材料试验机相配套的材料试样通常为哑铃形(拉伸)、长方形(弯曲或剪切)和圆柱(方柱)形(压缩)。由于金属材料材质较均匀，且对温度不甚敏感，试样制作方法对材料的影响甚小，故利用万能试验机测试结果较为准确。

高分子材料对温度敏感，在机械加工试样时会不同程度损伤其表面，从而影响材料性能的测试结果。试样制作方法、试样表面的损伤程度、加工表面积的大小等均会影响测试结果，有时会造成很大的差异。

复合材料的材质极不均匀，机械加工会对试样表面造成严重损伤。在垂直于纤维的方向上力的传递性较差，当纤维铺设方向与受力方向不一致时，试样易发生扭曲，从而影响测试结果.因此哑铃形试样不适于长纤维复合材料。

梯度性材料为新兴材料，发展极为迅速。梯度性材料试样在万能机上拉伸或压缩时，其内力的合力已偏离横截面形心，与外力的合力不在同一纵向轴线上，从而形成拉伸-弯曲组合或压缩-弯曲组合。因此，万能试验机难以测试梯度性材料的拉伸和压缩性能。

测试结果的不准确，特别是对于长纤维复合材料、梯度材料，测试结果失真较大，严重影响了复合材料的研究和产品开发工作。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺点，根据圆环承受径向(内、外)均布压力时，其环向为拉伸或收缩原理，提供一种多功能管材检验及材料试验装置，解决管材特别是大口径管材和高分子硬质材料、复合材料硬质材料、梯度性材料的检验。

本实用新型所采取的具体技术方案是：一种多功能管材检验及材料试验装置，主要有圆形检验件卡盘、支撑圆筒、滚动支撑架、定位板、压力传感器、位移传感器、总液压缸和控制柜组成。所述的圆形检验件卡盘是2n块相等的同心扇形板，相邻扇形板间环向间隙相等，其正面有若干不同深度和宽度的同心环形沟槽、背面固定有2n个定位板和4n个滚动支撑架，每块同心扇形板的背面固定有一块定位板和二个滚动支撑架，同心扇形板的定位板与分液压缸活塞由圆柱销活动连接。(n是≥2的自然数)

所述的总液压缸固定在支撑圆筒的底板上，在其上部同一平面上，向外伸出2n个分液压缸，分液压缸穿过滚动支撑架的圆孔，分液压缸活塞端部与固定在同心扇形板上的定位板用圆柱销活动连接。(n是≥2的自然数)

所述的滚动支撑架上有和分液压缸外径相等的圆孔，圆孔内装有2n组双排滚动钢球。(n是≥2的自然数)

所述的同心环形沟槽的横截面为矩形，深度大于或等于检验件的长度，宽度参照管材规格和材料环状试样确定。

同心扇形板和分液压缸的个数根据多功能管材检验及材料实验装置的精度和等级确定。

滚动支撑架圆孔内双排滚动钢球的组数根据分液压缸直径的大小确定。

在分液压缸活塞处安装位移传感器，液压站安装压力传感器，液压站与总液压缸经输油管、阀门连接在一起，并与控制柜相连接。控制液压站压力使分液压缸活塞发生位移，带动同心扇形板径向移动，既可对放在同心环形沟槽内的环状试样做拉伸、压缩等力学性能试验。

圆形检验件卡盘有若干个不同深度和宽度的同心环形沟槽，如此，可以对不同材质不同规格的管材进行性能检验，或对不同直径的环状材料试样进行测试。

与现有材料试验机相比较，本实用新型具有如下优点：