[发明专利]一种温控高速大应变薄膜双向拉伸装置及其实验方法

摘要

本发明提供一种温控高速大应变薄膜双向拉伸装置及其实验方法，伺服电机驱动四根”井”字型导轨运动，通过剪叉式机构对薄膜样品实施拉伸。高压气动夹具完成样品快速装夹并能够实现压力补偿。两个独立的温度控制炉分别用于装置的预热及样品的拉伸。采用热风循环系统既能实现控制炉的快速升温，又能保证腔体温度均匀性。两个拉伸方向均安装拉力传感器，用于采集薄膜拉伸过程中的应力-应变信息。伺服电机驱动滚珠丝杠使得拉伸部分在不同工位间切换。本发明可实现双向同步拉伸、双向异步拉伸、受限单向拉伸、不受限单向拉伸，是模拟工业薄膜拉伸加工、建立加工工艺参数与薄膜结构性能关系的一种非常好的装置。

主权项

一种温控高速大应变薄膜双向拉伸装置，其特征在于：包括高精度伺服电机(1)，”井”字形导轨(2)，剪叉式机构(3)，高压气动夹具(4)，拉力传感器(5)，预热炉(7)，拉伸炉(8)，高精度滚珠丝杠(9)，”风琴式”防护罩(10)，应变、拉伸速度控制系统(11)和热风循环系统(12)；其中：高精度伺服电机(1)驱动”井”字形导轨(2)独立运动，使得剪叉式机构(3)完成伸缩运动，剪叉式机构(3)通过多个高压气动夹具(4)，实现对薄膜样品(6)的拉伸，拉伸过程中，拉力传感器(5)跟踪两个方向拉力变化，应变、拉伸速度控制系统(11)对伺服电机的控制和拉力传感器信号采集进行集成，能够进行同步控制与数据采集，拉力传感器(5)的拉力数据采集使用美国国家仪器公司生产的NI‑USB6008数据采集卡，高精度滚珠丝杠(9)驱动该拉伸装置的拉伸部分在预热炉(7)和拉伸炉(8)间转换，”风琴式”防护罩(10)用于炉体侧面密封，既起到密封加热腔体作用，又不占据空间，热风循环系统(12)能完成加热腔体的快速升温过程，同时保证加热腔体的温度均匀性，应变、拉伸速度控制系统(11)使用Labview软件控制系统。