高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具的制作方法
【專利摘要】高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具，該教具為低密度聚乙烯材料制成的啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)，啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)長度方向的兩端為手持部，位于兩個手持部之間的為拉伸展示部，拉伸展示部與相應的手持部之間具有弧形過度部。該教具不需要借助機器設備，使用方便且安全；使用的場地不受限制；輔助教學，幫助老師講清楚很難講清楚的理論知識；使學生能夠親身感受高分材料的拉伸過程，充分認識高分子材料在整個過程中形變，加深學生對非晶薄膜的均勻拉伸的屈服點，應變軟化，大的塑性形變，蠕變，熱縮和晶態(tài)薄膜的細頸現(xiàn)象的了解。
【專利說明】高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種教具，具體指一種高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具。
【背景技術(shù)】
[0002]高分子材料:macromolecular material,以高分子化合物為基礎的材料。高分子材料是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，通常分子量大于10000，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料。高分子材料按來源分為天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和進化的基礎。人類社會一開始就利用天然高分子材料作為生活資料和生產(chǎn)資料，并掌握了其加工技術(shù)。如利用蠶絲、棉、毛織成織物，用木材、棉、麻造紙等；合成高分子材料則是當代人類社會文明發(fā)展一個重要的標志，使聚乙烯和聚丙烯這類通用合成高分子材料走入了千家萬戶?，F(xiàn)代，高分子材料已與金屬材料、無機非金屬材料相同，成為科學技術(shù)、經(jīng)濟建設中的重要材料，鑒于高分子材料的重要性，現(xiàn)在很多高校均開設有高分子材料專業(yè)，但是，現(xiàn)有常規(guī)教學中，對于高分子材料拉伸現(xiàn)象的觀察，只是在機械用拉伸儀器中測試，整個過程都是通過傳感器和計算機來進行分析，而學生只能通過一種被動的學習和認識，不是很深刻，教學效果不理想。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型的目的是:提供一種無需借助器械，方便學生直觀觀察高分子材料拉伸現(xiàn)象的高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具，所述教具為低密度聚乙烯材料制成的啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)，所述啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)長度方向的兩端為手持部，位于兩個手持部之間的為拉伸展示部，拉伸展示部與對應的手持部之間具有弧形過度部。
[0005]作為優(yōu)化，所述啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)的總長為10.00^12.0Ocm,厚度為0.05~0.1Omm,最好啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)的總長為11.60cm,厚度為0.08mm ;所述拉伸展示部的長度為
3.0(T5.0Ocm,寬度為0.50-θ.70cm,最好拉伸展示部的長度為4.0Ocm,寬度為0.60cm,弧形過度部的長度為1.5cm。
[0006]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有如下優(yōu)點:高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具不需要借助機器設備，使用方便且安全；使用的場地不受限制；輔助教學，幫助老師講清楚很難講清楚的理論知識；使學生能夠親身感受高分材料的拉伸過程，充分認識高分子材料在整個過程中形變，加深學生對非晶薄膜的均勻拉伸的屈服點，應變軟化，大的塑性形變，蠕變，熱縮和晶態(tài)薄膜的細頸現(xiàn)象的了解，同時學生通過親身體驗和觀察高分子薄膜材料的整個拉伸屈服過程，不但教學效果好，而且還可以激發(fā)他們對高聚物材料學習的濃厚興趣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具的結(jié)構(gòu)示意圖。[0008]圖2為圖1中高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具的拉伸形變原理圖，圖2a為教具拉伸過程處在AB段時的狀態(tài)圖，圖2b為教具拉伸過程處在BC段時的狀態(tài)圖，圖2c為教具拉伸過程處在CD段時的狀態(tài)圖，圖2d為教具拉伸過程處在DF段時的狀態(tài)圖，圖2e為教具拉伸過程處在F點時的狀態(tài)圖。
[0009]圖中，弧形過度部1、拉伸展示部2、手持部3。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。[0011]參見圖1，高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具，該教具為低密度聚乙烯材料制成的啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)，其中，啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)長度方向的兩端為手持部3，位于兩個手持部3之間的為拉伸展示部2，拉伸展示部2與相應的手持部3之間具有弧形過度部I。拉伸過程中拉伸展示部首先開始產(chǎn)生形變，弧形過度部和手持部也有可能參與進來，弧形過度部的主要作用是在拉伸過程中使細頸得到充分的擴張，以保證教具最后的斷裂部分出現(xiàn)在拉伸展示部位內(nèi)，便于學生觀察。同時，也可保證教具由拉伸展示部位到手持部分的均勻過渡，防止教具在拉伸過程中在此處受到應力集中而在此處斷裂的情況發(fā)生。
[0012]具體實施時，啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)的總長為10.0(Tl2.00cm，厚度為0.05~0.10mm，通
過實驗對比和分析，啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)的總長度與厚度在上述范圍是最適合、最容易看到高分子材料在拉伸過程中出現(xiàn)的彈性變形、細頸現(xiàn)象(此現(xiàn)象為結(jié)晶態(tài)高分子薄膜材料所特有的現(xiàn)象)、應力軟化、塑性變形、應力硬化、斷裂屈服的全過程。其中，啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)的總長最好為11.60cm,厚度為0.08_。
[0013]拉伸展示部的長度為3.0(T5.00cm，寬度為0.50-0.70cm。通過實驗對比和分析，在拉伸展示部的長度和寬度在前述范圍內(nèi)，能更好的看到高分子材料在拉伸過程中的屈服全過程，教學效果更理想。同時，也避免了在拉伸展示實驗時，有時用力過小或者過大而導致拉伸過程中細頸還未得到完全擴長教具就斷裂的情況。其中，拉伸展示部的長度最好為
4.0Ocm,寬度為 0.60cm。
[0014]弧形過度部的弧度為5°。此弧度的設計的作用有兩個:其一是保證教具的寬度從拉伸展示部到手持部的教具厚度的均勻過渡，其二是保證教具在拉伸過程中的斷裂盡量使其在拉伸展示部內(nèi)?；⌒芜^度部的長度最好為1.5cm。
[0015]本實用新型提供的教具的發(fā)明點有兩個，第一是將教具制成啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)，第二是啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)中各個組成部分尺寸的選擇。通過上述啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)中各個組成部分尺寸的作用分析，可知啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)中各個組成部分尺寸不同的選擇直接影響展示教具的形狀和結(jié)構(gòu)。
[0016]使用本實用新型高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具進行拉伸演示時，雙手拉緊在啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)長度方向兩端的手持部上，雙手用力盡可能地均勻，啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)拉伸過程的變化參見圖2，圖中B點為屈服點，C點為應力軟化點，D點為應力硬化點，F(xiàn)點為斷裂點，啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)拉伸過程在AB無形變，參見圖2a，BC段開始出現(xiàn)形變，參見圖2a，CD端開始出現(xiàn)細頸，參見圖2c，DF段細頸結(jié)束后，出現(xiàn)應力硬化，參見圖2d，F(xiàn)點后啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)斷裂，參見圖2e。
[0017]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具，其特征在于:所述教具為低密度聚乙烯材料制成的啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)，所述啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)長度方向的兩端為手持部，位于兩個手持部之間的為拉伸展示部，拉伸展示部與相應的手持部之間具有弧形過度部。
2.如權(quán)利要求1所述的高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具，其特征在于:所述啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)的總長為10.00-12.00cm，厚度為0.05^0.10mm。
3.如權(quán)利要求2所述的高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具，其特征在于:所述啞鈴狀薄膜結(jié)構(gòu)的總長為11.60cm,厚度為0.08mm。
4.如權(quán)利要求1或2所述的高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具，其特征在于:所述拉伸展示部的長度為3.00~5.0Ocm,寬度為0.50~0.70cm。
5.如權(quán)利要求4所述的高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具，其特征在于:所述拉伸展示部的長度為4.0Ocm,寬度為0.60cm。
6.如權(quán)利要求4所述的高分子材料拉伸現(xiàn)象展示教具，其特征在于:所述弧形過度部的長度為1.5cm。
【文檔編號】G09B23/24GK203721102SQ201420121983
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】陳建, 龔勇, 吳潤, 鐘紅, 劉鈞, 田丹, 蔣玉秀 申請人:四川理工學院