大試片彈性材料非線性拉伸態(tài)介電性能測量用便攜裝置的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料性能測試裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種便攜式的測量裝置，具體是一種大試片彈性材料非線性拉伸態(tài)介電性能測量用便攜裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]電纜輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，而電纜終端或電纜中間接頭(統(tǒng)稱為電纜附件)則是電纜輸電線路中必不可少的電力設(shè)備之一。橡膠材料因其優(yōu)良的耐候性、耐熱與耐寒性、絕緣性以及耐電暈性而成為了目前被廣泛應(yīng)用于電纜附件的生產(chǎn)制造中。為使電纜與電纜附件的界面擁有一定的面壓。電纜附件在安裝過程中和安裝完成后，都處于擴(kuò)張狀態(tài)。且由于電纜終端和電纜中間接頭安裝后絕緣從內(nèi)到外絕緣呈非線性擴(kuò)張態(tài)的圓筒結(jié)構(gòu)，因此電纜附件的由內(nèi)至外所承受的拉力大小并不相同，即電纜附件在安裝過程中和安裝完成后始終處于一種非線性擴(kuò)張狀態(tài)下。實(shí)際電纜附件安裝后呈非線性擴(kuò)張態(tài)，其絕緣材料內(nèi)部從內(nèi)到外的位移量并不一致。如圖1所示。
[0003]目前，盡管已經(jīng)知道電纜附件在實(shí)際運(yùn)行中處于非線性拉伸狀態(tài)，但現(xiàn)有研究主要是針對未拉伸的或是處于均勻拉伸態(tài)的單層或復(fù)合材料測量。由于拉伸狀態(tài)不同，絕緣材料的分子鏈的分布狀態(tài)會有所不同，從而影響其宏觀介電性能，因此為提高電纜附件的運(yùn)行可靠性，有必要對其絕緣材料在非線性拉伸狀態(tài)下的介電性能進(jìn)行測試，尋找其在不同非線性拉伸狀態(tài)下各種絕緣介電性能的變化規(guī)律。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種大試片彈性材料非線性拉伸態(tài)介電性能測量用便攜裝置，該裝置可以實(shí)現(xiàn)彈性材料的非線性拉伸，并使試樣的非線性拉伸狀態(tài)得到維持，從而可以使用介電性能測試儀器對材料在非線性拉伸狀態(tài)下的介電性能進(jìn)行測試。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0006]大試片彈性材料非線性拉伸態(tài)介電性能測量用便攜裝置，包括底座，底座上設(shè)置用于放置平板試樣的下平板，底座上固定有用于與下平板貼合壓緊平板試樣的上平板；下平板設(shè)置于底座上表面開設(shè)的凹槽中，并通過連接于下平板一端的水平螺桿驅(qū)動，并在凹槽中做一維運(yùn)動。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:
[0008]上平板通過第一豎直螺桿和第二豎直螺桿與底座固定連接。
[0009]底座凹槽的兩側(cè)開設(shè)有與第一豎直螺桿和第二豎直螺桿相配合的螺紋盲孔，上平板上對應(yīng)位置開設(shè)有螺紋通孔。
[0010]底座凹槽的末端設(shè)置凸臺，水平螺桿由凸臺穿入，連接在下平板的后端面上。
[0011]上平板和下平板的表面均設(shè)置有夾緊平板試樣、防止平板試樣發(fā)生平面移動的倒齒形突起。
[0012]本發(fā)明還公開了另一種大試片彈性材料非線性拉伸態(tài)介電性能測量用便攜裝置，包括兩組結(jié)構(gòu)相同的夾具，每組夾具包括底座，底座上設(shè)置用于放置平板試樣的下平板，底座上固定有用于與下平板貼合壓緊平板試樣的上平板；下平板設(shè)置于底座上表面開設(shè)的凹槽中，并通過連接于下平板一端的水平螺桿驅(qū)動，并在凹槽中做一維運(yùn)動；兩組夾具的底座相對設(shè)置，并通過螺桿固定連接；兩組夾具的下平板的端面貼合，平板試樣放置于兩下平板的中部。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0014]本發(fā)明通過夾具和倒齒形突起分別固定試樣上下表面，并通過移動夾具，從而可以實(shí)現(xiàn)試樣的非線性拉伸?，F(xiàn)有測量裝置只能測試試樣在非拉伸狀態(tài)下的性能或使用現(xiàn)有夾具對試樣進(jìn)行線性拉伸后對其性能進(jìn)行測試。本發(fā)明通過控制螺桿實(shí)現(xiàn)對拉伸長度的精確控制實(shí)現(xiàn)讓同種試樣的拉伸率可以連續(xù)變換。對試樣進(jìn)行非線性拉伸后，試樣仍可保持平面狀，此時可聯(lián)合固體電介質(zhì)的介電性能測量裝置(如平板試樣的空間電荷測量裝置，電阻率測量裝置、介電性能測量裝置等)對試樣在非線性拉伸狀態(tài)下的介電性能進(jìn)行測量。
[0015]進(jìn)一步的，本發(fā)明為保證試樣能被完全夾持保持不動，使用兩根螺桿固定上平板與底座的相對位置。
[0016]進(jìn)一步的，本發(fā)明上平板與下平板的表面都有倒齒形的突起，試樣被夾持在上平板與下平板之間后，試樣的上下表面由于倒齒形突起的存在無法移動。
[0017]進(jìn)一步的，本發(fā)明通過螺桿控制下表面的移動，可以實(shí)現(xiàn)試樣最大拉伸率(試樣下表面)的精確控制。且由于使用了螺桿裝置，便于進(jìn)行操作。
[0018]本發(fā)明使用兩套夾具進(jìn)行協(xié)同操作時，可實(shí)現(xiàn)對試樣上表面拉伸率的控制。
【【附圖說明】】
[0019]圖1為電纜附件擴(kuò)展后內(nèi)外位移量變化示意圖；其中(a)為模型內(nèi)側(cè)施壓后的形狀變化圖，(b)為沿徑向從內(nèi)至外位移量分布圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明采用兩套夾具時的結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0023]參見圖2，本發(fā)明包括底座106，底座106上設(shè)置用于放置平板試樣的下平板105，底座106上固定有用于與下平板105貼合壓緊平板試樣的上平板103 ;底座106凹槽的兩側(cè)開設(shè)有與第一豎直螺桿101和第二豎直螺桿102相配合的螺紋盲孔，上平板103上對應(yīng)位置開設(shè)有螺紋通孔。底座106凹槽的末端設(shè)置凸臺，水平螺桿104由凸臺穿入，連接在下平板105的后端面上。上平板103通過第一豎直螺桿101和第二豎直螺桿102與底座106固定連接。下平板105設(shè)置于底座106上表面開設(shè)的凹槽中，并通過連接于下平板105 —端的水平螺桿104驅(qū)動，并在凹槽中做一維運(yùn)動。上平板103和下平板105的表面均設(shè)置有夾緊平板試樣、防止平板試樣發(fā)生移動的倒齒形突起。
[0024]參見圖3，為了同時能夠控制平板試樣上下表面的拉伸力，可以將兩組夾具組合使用，兩組夾具的底座106相對設(shè)置，并通過螺桿固定連接；兩組裝置單體的下平板105的端面貼合，平板試樣放置于兩下平板105的中部。
[0025]在使用時，將彈性材料制成的平板試樣置在上平板103、上平板104、底座106之間。轉(zhuǎn)動水平螺桿104時，強(qiáng)迫試樣的下表面整體進(jìn)行移動，此時試樣會進(jìn)行非線性拉伸(試樣靠近下平板105處拉伸率高，靠近上平板103處拉伸率低)。此時可以按照實(shí)驗(yàn)需求分別實(shí)現(xiàn)試樣上表面與下表面的拉伸率。從而實(shí)現(xiàn)彈性材料更豐富的非線性拉伸。
[0026]以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.大試片彈性材料非線性拉伸態(tài)介電性能測量用便攜裝置，其特征在于，包括底座(106)，底座(106)上設(shè)置用于放置平板試樣的下平板(105)，底座(106)上固定有用于與下平板(105)貼合壓緊平板試樣的上平板(103);下平板(105)設(shè)置于底座(106)上表面開設(shè)的凹槽中，并通過連接于下平板(105) —端的水平螺桿(104)驅(qū)動，并在凹槽中做一維運(yùn)動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大試片彈性材料非線性拉伸態(tài)介電性能測量用便攜裝置，其特征在于，所述上平板(103)通過第一豎直螺桿(101)和第二豎直螺桿(102)與底座(106)固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大試片彈性材料非線性拉伸態(tài)介電性能測量用便攜裝置，其特征在于，所述底座(106)凹槽的兩側(cè)開設(shè)有與第一豎直螺桿(101)和第二豎直螺桿(102)相配合的螺紋盲孔，上平板(103)上對應(yīng)位置開設(shè)有螺紋通孔。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大試片彈性材料非線性拉伸態(tài)介電性能測量用便攜裝置，其特征在于，所述底座(106)凹槽的末端設(shè)置凸臺，水平螺桿(104)由凸臺穿入，連接在下平板(105)的后端面上。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大試片彈性材料非線性拉伸態(tài)介電性能測量用便攜裝置，其特征在于，所述上平板(103)和下平板(105)的表面均設(shè)置有夾緊平板試樣、防止平板試樣發(fā)生平面移動的倒齒形突起。6.大試片彈性材料非線性拉伸態(tài)介電性能測量用便攜裝置，其特征在于，包括兩組結(jié)構(gòu)相同的夾具，每組夾具包括底座(106)，底座(106)上設(shè)置用于放置平板試樣的下平板(105)，底座(106)上固定有用于與下平板(105)貼合壓緊平板試樣的上平板(103);下平板(105)設(shè)置于底座(106)上表面開設(shè)的凹槽中，并通過連接于下平板(105) —端的水平螺桿(104)驅(qū)動，并在凹槽中做一維運(yùn)動；兩組夾具的底座(106)相對設(shè)置，并通過螺桿固定連接；兩組夾具的下平板(105)的端面貼合，平板試樣放置于兩下平板(105)的中部。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大試片彈性材料非線性拉伸態(tài)介電性能測量用便攜裝置，包括底座，底座上設(shè)置用于放置平板試樣的下平板，底座上固定有用于與下平板貼合壓緊平板試樣的上平板；下平板設(shè)置于底座上表面開設(shè)的凹槽中，并通過連接于下平板一端的水平螺桿驅(qū)動，并在凹槽中做一維運(yùn)動。本發(fā)明通過夾具固定試樣上下表面，并通過移動夾具，從而可以實(shí)現(xiàn)試樣的非線性拉伸?，F(xiàn)有測量裝置只能測試試樣在非拉伸狀態(tài)下的性能或使用現(xiàn)有夾具對試樣進(jìn)行線性拉伸后對其介電性能(空間電荷特性、電阻率特性、介電特性等)進(jìn)行測試，該裝置對研究材料處于拉伸態(tài)或非線性拉伸態(tài)介電性能的變化機(jī)理具有重要的理論價值和進(jìn)一步改進(jìn)電纜附件設(shè)計結(jié)構(gòu)具有重要的工程應(yīng)用價值。本發(fā)明通過控制螺桿實(shí)現(xiàn)對拉伸長度的精確控制實(shí)現(xiàn)讓同種試樣的拉伸率可以連續(xù)變換。
【IPC分類】G01R31/12
【公開號】CN105067967
【申請?zhí)枴緾N201510420214
【發(fā)明人】王海田, 李文鵬, 張宇巍, 王陳誠, 王霞
【申請人】國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 西安交通大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月16日