[发明专利]一种用于低温复合材料热膨胀系数的测试装置及方法

说明书

本发明提供了一种用于低温复合材料热膨胀系数的测试装置及方法，所述测试装置包括低温箱、固定件、滑座和试样夹具，样品与试样夹具内侧连接，试样夹具外侧与滑座连接，滑座以能够在固定件滑动的方式与固定件连接，固定件两端固定在低温箱内侧，低温箱外侧与杜瓦罐连接，低温箱包括位移测量装置，通过读取滑座在位移测量装置上指示的数据进而计算样品的热膨胀系数；通过本发明所述的一种用于低温复合材料热膨胀系数的测试装置及方法，能够有效的将大尺寸复合材料样品浸没于液氮中测量热膨胀系数，降温速度快，且测量装置具有结构简单、操作方便以及准确性高的优点，降低测量装置的成本，减少测量时间，提高装置测量效率。

技术领域

本发明涉及热膨胀系数测试技术领域，具体而言，涉及一种用于低温复合材料热膨胀系数的测试装置及方法。

背景技术

目前，在LNG低温复合材料领域测试中规定复合材料低温热膨胀系数测试方法为样品浸没于液氮中，光学仪器独立于液氮外，测试样品每个方向纵向横向各取6个样，每次测量需对同一样品进行三次测量，两个循环之间必须有2h间歇。测量样品尺寸为400×50mm(标记中间距离340mm)，产品在测试中需进行预加载，使产品处于紧绷状态，然而现有低温热膨胀系数测试装置，难以测量大尺寸复合材料样品，不能施加预紧力，且通常制冷方式采用液氮或压缩机降低样品周围环境温度，不能将样品浸没于液氮中，每次替换样品温度急剧升高，重新降温等待时间长，无法满足测试装置的要求，因而如何提高低温热膨胀系数测量装置的适用范围具有重大意义。

在专利CN114280096A中，跨温域双向热膨胀/收缩变形精确测试装置及测试方法提及装置包括：减震台，立柱，大理石平台，两根第一导轨和两根第二导轨；第一V型块，第二V型块，第一滑块，第二滑块，第一石英棒，第二石英棒，LVDT位移传感器，水平位移台，低温容器，定位台，加热板，五维旋转位移台，相机，试样；低温容器采用干冰或液氮为冷却介质；且如需测试不同位置的热膨胀变形，只需调节五轴旋转位移台，改变测量位置，还提到调节两个第一滑块使得固定石英棒贴紧试样，在试样另一端，通过调节水平位移台使LVDT位移传感器沿试样方向移动，推动二个移动石英棒预紧试样，一定程度上有利于提高大尺寸的试样进行热膨胀系数测试，但是系统结构复杂，操作较为繁琐。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于低温复合材料热膨胀系数的测试装置及方法，以解决现有技术中存在的低温热膨胀系数仪器替换样品更换繁琐，且更换样品前后温度的变化，导致测试效率较低的问题；以此达到提高装置的测试范围，增强装置的测试效率，简化测试装置的复杂度，提高装置的测试准确性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明涉及的一种用于低温复合材料热膨胀系数的测试装置及方法，所述热膨胀系数的测试装置包括低温箱、固定件、滑座和试样夹具，样品与试样夹具内侧连接，试样夹具外侧与滑座连接，滑座以能够在固定件滑动的方式与固定件连接，固定件两端固定在低温箱内侧，低温箱外侧与杜瓦罐连接，低温箱包括位移测量装置，通过读取滑座在位移测量装置上指示的数据进而计算样品的热膨胀系数。

进一步，低温箱包括上盖、下盖和可视窗口，上盖设置在低温箱的上侧，下盖设置在低温箱的下侧，可视窗口分别设置在低温箱的前后侧，上盖包括凹槽，位移测量装置底部设置在凹槽内侧。

进一步，固定件包括支撑座和导柱，支撑座分别设置在上盖下侧、下盖上侧，导柱设置在支撑座之间，用于为滑座提供支撑。

进一步，滑座包括滑块、指针和直线轴承，滑块内侧壁与直线轴承外侧壁连接，直线轴承内侧壁与导柱外侧壁连接，滑块前后两侧分别与试样夹具连接，指针通过凹槽设置在滑块外侧。

进一步，滑块包括上滑块和下滑块，上滑块设置在导柱靠近上盖的一端，上滑块上侧通过弹簧与支撑座连接，弹簧用于使上滑块在导柱外侧壁匀速移动，下滑块设置在导柱靠近下盖的一端。

进一步，试样夹具包括夹具一板和夹具二板，夹具二板一侧与滑块连接，夹具二板另一侧通过螺栓与夹具一板连接。