[发明专利]一种应用于材料老化试验的应力加载装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于材料老化试验的应力加载装置。

背景技术

近年来，随着高分子材料行业的快速发展与技术的成熟，非金属承压设备采用全高分子、高分子复合材料或者高分子涂层材料以在表面改性、力学承载、工程防腐等方面部分甚至全部取代金属材料情况越来越多。但由于承压设备服役环境的特殊性，其许多部件往往都受到自然环境与工业环境等多重老化因素诱导，高分子类材料在承受过量的老化能量后，性能特别是力学性能会存在显著下降，导致设备风险严重提高，以致失效。外部影响因素中对高分子材料的老化影响最大的是日光的辐照。太阳光所具有的能量与其波长成反比，并且只有被吸收的波长才能起作用。其中对塑料最有破坏力的就是紫外线，尤其是波长300nm左右的紫外线是导致高分子材料老化的主要因素，材料吸收此紫外线后分子链断裂，发生降解，是导致材料力学性能下降的最主要因素。目前，为了在实验室中评价高分子材料在真实条件下受到紫外线光照的老化情况，往往采用标准光源的老化箱作为辐照光源，并作为最常用的老化设备对高分子材料进行条件一致的标准老化加速试验。在高分子材料老化试验中常进行紫外加速老化试验，其原理是在距离紫外老化灯管一定距离的地方放置平行试样，并通过调整紫外光源之间的排列密度和光源与试样之间的间距确保试样表面受到近似均匀的紫外吸收强度。

但是，有研究认为，在应力施加的情况下，高分子材料的老化速度和老化行为均与常规试样均存在一定的不同，需要着重予以考虑。而对于承压设备用高分子材料，实际工况下应力因素更是不可忽略，传统的紫外老化设备的夹具仅能起到固定试样的作用，而无法对试样进行加载，难以满足试验需要。

综上所述，现有技术中存在以下问题：无法在应力施加的情况下进行老化试验。

发明内容

本发明提供一种应用于材料老化试验的应力加载装置，以解决无法在应力施加的情况下进行老化试验的问题。

为此，本发明提出一种应用于材料老化试验的应力加载装置，所述应用于材料老化试验的应力加载装置包括：

用于设置在老化箱中的框体，所述框体竖直设置；

夹持件，设置在所述框体上并面对设置在老化箱中的老化光源；所述夹持件夹持住试样的两端；并且所述夹持件被施加预定的拉力；

所述夹持件为金属或合金材料。

进一步地，所述夹持件包括：顶部夹持杆和底部夹持杆，所述顶部夹持杆和底部夹持杆均成对设置；

每对所述顶部夹持杆包括并排而且平行设置的两个顶部夹持杆；

每对所述底部夹持杆包括并排而且平行设置的两个底部夹持杆；

试样的顶部被两个所述顶部夹持杆夹持住，试样的底部被两个所述底部夹持杆夹持住。

进一步地，所述框体上设有定位所述夹持件的定位横板，所述定位横板水平设置。

进一步地，所述定位横板包括：上定位横板和位于所述上定位横板下方的下定位横板，所述上定位横板对所述顶部夹持杆定位，所述下定位横板对所述底部夹持杆定位。

进一步地，所述上定位横板的数目为多个，多个所述上定位横板依次从上至下排布。

进一步地，所述夹持件包括：上定位杆和下定位杆，所述上定位杆和下定位杆位于竖直平面内；

试样的顶部具有顶部穿孔，试样的底部具有底部穿孔，所述上定位杆穿过所述顶部穿孔，所述下定位杆穿过底部穿孔，所述试样在保持应力状态下竖直的固定在上定位杆和下定位杆上。

进一步地，所述下定位杆的数目为多个，各所述下定位杆沿水平方向延伸，多个所述下定位杆依次从上至下排布。

进一步地，所述上定位杆倾斜设置，所述上定位杆与水平方向的夹角为a，a大于0度小于30度。

进一步地，a大于5度小于20度。

进一步地，a大于8度小于16度。

本发明通过设置固定在所述框体上的夹持件夹持住试样的两端，通过所述夹持件被施加预定的拉力，能够进行在应力施加的情况下进行老化试验，从而得出在应力施加的情况下，高分子材料的老化速度和老化行为的实验数据。

附图说明

图1为本发明实施例1的框体的主视结构示意图；

图2为本发明的实施例1的夹持件的主视结构示意图；

图3为本发明的实施例1的夹持件的俯视结构示意图；

图4为本发明的实施例1的定位横板的主视结构示意图；

图5为本发明的实施例1的应用于材料老化试验的应力加载装置的侧视结构示意图；

图6为本发明的实施例1的应用于材料老化试验的应力加载装置的主视结构示意图；