[发明专利]一种基于弯曲变形法测试热响应材料形状记忆性能的装置

说明书

本发明提供了一种基于弯曲变形法测试热响应材料形状记忆性能的装置，包括实验箱、温度控制模块、弯曲变形模块、测量模块、控制与显示模块。实验箱内安装推拉式快速夹钳和方形块，用于试样的夹紧和固定；温度控制模块包括空气加热管和风扇式冷却器，用于加热或冷却实验箱内部的空气；弯曲变形模块包括滚珠丝杠、曲柄滑块机构、固定在曲柄上的弹簧式弯臂及步进电机；测量模块包括温度传感器、接近开关、角位移传感器；控制与显示模块包括计算机、控制器、数据采集装置与计算模块。本发明操作方便，实现了热响应材料形状记忆性能的自动测试与显示，提高了测试的效率和精度，属于热响应材料形状记忆性能测试领域。

技术领域

本发明属于热响应材料形状记忆性能测试领域，尤其涉及到一种基于弯曲变形法测试热响应材料形状记忆性能的装置。

背景技术

随着新兴科学技术的高速发展，对智能材料的性能要求日益提高。作为目前应用最广泛的智能材料之一，热响应形状记忆材料(包括高分子材料和合金材料)的形状记忆性能早已得到了业内的广泛关注和研究。然而，迄今为止还没有普适性的基于弯曲变形法测试热响应材料形状记忆性能的自动、快速、精确测试装置和方法。现有的测试装置和方法大多是基于拉伸变形法测试热响应材料的形状固定率和形状回复率等形状记忆性能表征值，这种方法原理简单、容易测试、也便于读取数据，但其只实现了一维空间内的测试，相较之下，基于弯曲变形法的形状记忆性能测试能实现二维空间内的动态测试，可以更加全面地反映出材料的形状记忆性能。目前，也出现了基于弯曲变形法测试热响应材料形状记忆性能的装置和方法，如中国实用新型专利CN201821242065.7中公开的一种形状记忆合金记忆性能及相变温度测试装置，该装置利用带有角度刻度的弯曲轨道来人工读出材料的弯曲角度。虽然原理简单，但测量精确度不够，并且没有涉及自动测量，实时显示，精确控制等方面，满足不了对材料的快速精确测试要求。中国专利申请CN201811157989.1中公开的一种对高分子材料形状记忆效果定量测量的测试装置及方法，该装置主要公开了一种基于拉伸变形法的一维空间变形装置，而基于弯曲变形法的二维空间变形装置，其需要实现特定形状(如“L”形)的弯曲功能、形状固定功能、形状记忆性能的测试功能，上述装置专利CN201811157989.1中未有涉及；同时，其利用影像测量仪即CCD相机，透过耐高温石英玻璃窗实时采集样品的形变图像，并通过数据处理软件将图像信息转换为数据信息，该装置虽然实现了自动测量，但装置成本较高，且光学系统分辨率为影响CCD测试精度的主要因素，不同厚度、纯度和透光性的耐高温石英玻璃对CCD测试分辨率将造成较大波动，需要进行误差调控，因此该装置不具有普适性，难以实现大规模应用，对采集的图像进行后处理，过程繁琐，降低了其测试的效率。

发明内容

针对现有技术中存在的问题与不足，本发明的目的是：提供一种基于弯曲变形法测试热响应材料形状记忆性能的装置，该装置适用于二维空间形状变形回复，可实现热响应形状记忆材料特定形状，如“L”形的弯曲功能、形状固定功能、形状记忆性能精确自动测试功能。能处理与显示所测得数据，并且能有效控制测试装置的成本。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于弯曲变形法测试热响应材料形状记忆性能的装置，其特征在于：包括实验箱(5)、温度控制模块、弯曲变形模块、测量模块、控制与显示模块，

实验箱内安装试样夹紧装置；

温度控制模块包括空气加热管和风扇式冷却器，分别用于加热、冷却实验箱内部的空气；