本發(fā)明屬于功能高分子材料與實(shí)驗(yàn)力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,涉及水凝膠的力學(xué)性能,特別涉及到一種測試低強(qiáng)度水凝膠拉伸力學(xué)性能的夾持裝置及方法。
背景技術(shù):
水凝膠是一類具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物,在水中能夠吸收大量水分而溶脹,并在溶脹之后能夠繼續(xù)保持其原有結(jié)構(gòu)而不被溶解。通過對水凝膠的理化性質(zhì)和生物學(xué)特性進(jìn)行精確設(shè)計(jì),使水凝膠具有生物相容性、生物黏附性、生物降解性及可控的機(jī)械特性及藥物緩釋特性,能夠在體外高度模擬天然細(xì)胞外基質(zhì)環(huán)境,對細(xì)胞的生命活動和組織再生過程進(jìn)行合理調(diào)控。近年來,水凝膠已經(jīng)應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的多個(gè)方面,一些低強(qiáng)度水凝膠如透明質(zhì)酸水凝膠已成功應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)(如角膜移植手術(shù)、黏度補(bǔ)充療法治療骨關(guān)節(jié)炎等),目前在組織工程領(lǐng)域主要應(yīng)用于心臟瓣膜、神經(jīng)等的修復(fù)重建。這些水凝膠在使用時(shí)都需要準(zhǔn)確測量其力學(xué)性能以確保其與生理的力學(xué)環(huán)境相適應(yīng)。拉伸強(qiáng)度是水凝膠的重要力學(xué)性能參數(shù),目前水凝膠的拉伸實(shí)驗(yàn)方法主要適用于改性的高強(qiáng)度超拉伸的水凝膠,將水凝膠制作成形狀規(guī)則的水凝膠試樣后使用拉伸夾具夾持拉伸。而力學(xué)性能較弱(拉伸和壓縮強(qiáng)度均小于1MPa)的水凝膠,由于強(qiáng)度較低,夾持力過大會造成水凝膠試樣破壞;夾持力過小時(shí),由于水凝膠的摩擦系數(shù)小且水凝膠易滲出水分增加水凝膠試樣表面潤滑,拉伸時(shí)水凝膠試樣易從夾持工具中脫離,所以難以形成有效夾持。目前一種常用的方法是使用主要成分為氰基丙烯酸酯的膠水將水凝膠試樣粘結(jié)到夾具上,為確保水凝膠試樣與夾具間緊密接觸,一般測試前需要施加預(yù)壓力。首先,由于氰基丙烯酸酯膠水涂抹層厚度,其在水凝膠試樣中滲透深度都難以預(yù)測和控制,容易造成粘結(jié)處局部應(yīng)力集中,從粘結(jié)處破壞;其次,用刀具加工水凝膠試樣時(shí),會在切割表面形成劃痕和微小的創(chuàng)傷,對低強(qiáng)度水凝膠而言,這些表面缺陷會直接影響力學(xué)性能測試結(jié)果的真實(shí)性。此外,每次實(shí)驗(yàn)前后都需對夾具進(jìn)行清洗去除氰基丙烯酸酯(通常需要使用有機(jī)溶劑),工藝繁瑣、耗時(shí)、費(fèi)力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有的低強(qiáng)度水凝膠拉伸實(shí)驗(yàn)方法的不足,本發(fā)明提供一種測試低強(qiáng)度水凝膠拉伸力學(xué)性能的夾持裝置及方法,本發(fā)明利用自制的啞鈴型模具將水凝膠制備成啞鈴型的水凝膠試樣,再用與啞鈴型模具對應(yīng)的夾具夾持水凝膠試樣,準(zhǔn)確測試水凝膠試樣的拉伸強(qiáng)度,本發(fā)明可以用于測試水凝膠的蠕變和拉伸松弛力學(xué)性能,減少由于氰基丙烯酸酯膠連引起的應(yīng)力集中問題及用刀具制作水凝膠試樣形成的表面缺陷問題,方便、快捷、易操作。本發(fā)明設(shè)計(jì)的夾持裝置及方法也適用于高強(qiáng)度水凝膠的拉伸力學(xué)性能測試。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種測試低強(qiáng)度水凝膠拉伸力學(xué)性能的夾持裝置包括自制的啞鈴型模具、應(yīng)用在往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)上的夾具A及附屬部件,或者包括啞鈴型模具、應(yīng)用在往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)上的夾具B及附屬部件,夾具不同對應(yīng)的附屬部件不同。
所述啞鈴型模具分為上中下三部分,由兩半模具對稱扣合,用螺栓將兩半模具固定在一起,即成為回轉(zhuǎn)體形狀,用聚乙烯薄膜封底,將水凝膠注入其內(nèi)成型。
所述的啞鈴型模具的中部為中空的圓柱體,其長度為內(nèi)直徑的6—7倍。作用在物體兩端邊界上的自平衡力系(即合力與合力矩都為零的力系)在遠(yuǎn)離兩端作用區(qū)(距離遠(yuǎn)大于該局部作用區(qū)的尺寸)的中間部位產(chǎn)生的應(yīng)力,可以看成是單向拉伸產(chǎn)生的均勻應(yīng)力。長徑比在6倍以上,就能夠保證均勻拉伸,即這樣能保證中間平行長度部位所受的拉力為均勻拉力,且拉伸斷裂部位出現(xiàn)在中間的概率比較大,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)拉伸實(shí)驗(yàn)的要求。理論上要求長徑比越大越好,但考慮到水凝膠的變形,長度越長,變形后的橫截面積與原始橫截面積相差越大,造成的誤差也越來越大,因此長徑比的范圍在6—7內(nèi)為宜。
所述的啞鈴型模具上部由頂端和底端組成,底端為漏斗型,頂端為中空的圓柱體。所述的啞鈴型模具上部頂端中空圓柱體的內(nèi)直徑為啞鈴型模具中部圓柱體的內(nèi)直徑的2—3倍為宜,過小則拉伸時(shí)水凝膠試樣易從夾具中滑動或脫離,過大則可能使水凝膠兩端跟中間部位相比差距過大,導(dǎo)致在使用過程中中間部位容易破壞。所述的啞鈴型模具上部頂端中空圓柱體的厚度為啞鈴型模具中部圓柱體的內(nèi)直徑的1.5—2倍為宜,過小則上部頂端圓柱體的厚度很薄,拉伸時(shí)容易產(chǎn)生變形,從夾具中脫離,過大則同樣會產(chǎn)生水凝膠兩端跟中間部位相比差距過大的問題,導(dǎo)致在使用過程中中間部位容易破壞。
所述的啞鈴型模具上部底端漏斗的高度為啞鈴型模具中部中空圓柱體的內(nèi)直徑的1.5—2倍為宜,過低則漏斗的坡度過緩,容易形成應(yīng)力集中,過高則會加長水凝膠試樣的長度,加大實(shí)驗(yàn)誤差。漏斗型底端與啞鈴型模具中部的一端以過渡弧連接,漏斗型底端與啞鈴型模具頂端連接。為了保證有一段平滑的過渡段,避免應(yīng)力集中,所述的過渡弧的半徑為啞鈴型模具中部圓柱體的內(nèi)直徑的1—2倍為宜,如果比值過小,則不能用弧度相連或弧度太平緩,仍會產(chǎn)生應(yīng)力集中問題,如果比值過大則導(dǎo)致啞鈴型模具過長,長度越長,變形后的橫截面積與原始橫截面積相差越大,造成的誤差也越來越大,同時(shí)也浪費(fèi)材料。
所述的啞鈴型模具的下部與上部完全對稱。
若夾具為夾具A時(shí),所述的夾持裝置包括啞鈴型模具、移動橫梁1、上夾具接頭2、銷釘3、夾具A、水凝膠試樣5、下夾具接頭7和工作臺8;所述的夾具A包括上端夾具A 4和下端夾具A 6。
所述的上夾具接頭2為中部帶有銷孔的中空圓柱體,固定在往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)的移動橫梁1下方;所述的上端夾具A 4由兩半對稱扣合,扣合后包括上下兩部分,上部為中間帶有銷孔的中空圓柱體,上部通過銷釘3與上夾具接頭2固定連接,下部與啞鈴型模具的上部形狀配合。所述的下夾具接頭7為中部帶有銷孔的中空圓柱體,固定在往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)的工作臺8上;所述的下端夾具A 6由兩半對稱扣合,扣合后包括上下兩部分,下部為中間帶有銷孔的中空圓柱體,下部通過銷釘3與下夾具接頭7固定連接,上部與啞鈴型模具下部形狀配合。為了方便夾具與移動橫梁上的上夾具接頭2與下夾具接頭7嵌合,夾具帶銷孔端的外直徑尺寸要比上夾具接頭2的內(nèi)直徑尺寸小1mm。所述的水凝膠試樣5由三維回轉(zhuǎn)體的啞鈴型模具澆筑而成,水凝膠試樣5通過上端夾具A 4的下部和下端夾具A 6的上部固定夾持。
若夾具為夾具B時(shí),所述的夾持裝置包括啞鈴型模具、移動橫梁1、上夾具接頭2、銷釘3、水凝膠試樣5、下夾具接頭7、工作臺8、拉伸夾具9、螺栓10、活動夾片11、上端夾具B 12、下端夾具B 13。所述的夾具B包括上端夾具B 12、下端夾具B 13。
所述的上夾具接頭2為中部帶有銷孔的中空圓柱體,固定在往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)的移動橫梁1下方;所述的拉伸夾具9由上下兩部分組成,上部為帶有銷孔的實(shí)心圓柱體,上部通過銷釘3與上夾具接頭2固定連接,下部由螺栓10和活動夾片11組成,通過旋轉(zhuǎn)螺栓10順時(shí)針和逆時(shí)針轉(zhuǎn)動,可以控制活動夾片11的前進(jìn)和后退,來達(dá)到對夾持物品的壓緊和松開。所述的上端夾具B 12由兩半對稱扣合,扣合后包括上下兩部分,上部為一個(gè)平板,上部與拉伸夾具9夾持連接,下部與啞鈴型模具的上部形狀配合。所述的下夾具接頭7為中部帶有銷孔的中空圓柱體,固定在往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)的工作臺8上;所述的下端夾具B 13由兩半對稱扣合,扣合后包括上下兩部分,上部與啞鈴型模具下部形狀配合,下部為一個(gè)平板,下部與拉伸夾具9夾持連接,拉伸夾具9通過銷釘3與下夾具接頭7固定連接。所述的水凝膠試樣5由三維回轉(zhuǎn)體的啞鈴型模具澆筑而成,水凝膠試樣5通過上端夾具B 12的下部和下端夾具B 13的上部固定夾持。
因?yàn)榈蛷?qiáng)度水凝膠主要成分是水(可達(dá)95%),制作水凝膠試樣的啞鈴型模具及進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)使用的夾具A和夾具B的材料首先要有抗腐蝕性要求;其次,有些水凝膠需要熱處理制備,溫度一般為95℃左右,選用的材料要有300℃以上的熔點(diǎn),且制作水凝膠試樣的啞鈴型模具的熱膨脹系數(shù)要小于30E-6/K才能忽略實(shí)驗(yàn)誤差;此外,低強(qiáng)度水凝膠的拉伸強(qiáng)度一般小于1MPa,為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,夾具A和夾具B的拉伸強(qiáng)度要達(dá)到100MPa以上。
啞鈴型模具和夾具加工表面的制作要達(dá)到一定的光滑程度,模具內(nèi)表面粗糙度Ra值在10μm以下,保證制作水凝膠試樣和進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)水凝膠試樣的表面光滑完整,盡量降低水凝膠試樣表面完整度帶來的實(shí)驗(yàn)誤差。夾具A和夾具B的與往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)連接的部位的尺寸根據(jù)所用往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)的尺寸設(shè)定。綜合以上要求,可以使用合金類材料等制作啞鈴型模具和夾具。
采用上述拉伸強(qiáng)度測試實(shí)驗(yàn)夾持裝置進(jìn)行水凝膠靜態(tài)拉伸的實(shí)驗(yàn)方法,具體包括以下步驟:
步驟一,制作水凝膠試樣5
為了增加水凝膠試樣5表面的完整度,減少剝離模具時(shí)造成的表面缺陷,先將兩半模具的內(nèi)表面刷上一層薄薄的油,形成一層很薄的油膜,增加潤滑,油膜厚度越薄越好,再將兩半模具對稱扣合,用聚乙烯薄膜封住底部,將模具兩端外側(cè)的小平板上的孔洞內(nèi)插入螺栓擰緊固定,成為一個(gè)整體,在其內(nèi)注入制備好的水凝膠溶液,靜置成型后將水凝膠試樣取出,先保留水凝膠試樣表面的油脂,這樣可避免實(shí)驗(yàn)過程中水凝膠試樣表面的失水及硬化,也可以減少夾具或其他物品對水凝膠試樣表面造成的可能性損傷,做實(shí)驗(yàn)時(shí)把水凝膠兩端頭部夾持部位的油脂擦掉,避免拉伸時(shí)水凝膠試樣兩端夾持部位過于潤滑從夾具中滑出。
步驟二,安裝水凝膠試樣5
1)若使用夾具A,先將水凝膠試樣5上端套在上端夾具A4的下部,上端夾具A4上部通過銷釘3與往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)移動橫梁1上的上夾具接頭2固定連接,用膠帶將上端夾具A4夾持水凝膠試樣5的部位固定,將試驗(yàn)機(jī)測試的力值清零,排除水凝膠試樣自身重力的影響。將水凝膠試樣5下端套在下端夾具A6的上部,讓水凝膠試樣5和下端夾具A6保持直立狀態(tài),移動往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)的移動橫梁1直至下端夾具A6的下方位于往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)工作臺8上的下夾具接頭7上方2cm處,再用較小的速度控制橫梁移動,當(dāng)下夾具接頭7的銷孔與下端夾具A6的銷孔完全重合時(shí),插入銷釘3,用膠帶將下端夾具A6夾持水凝膠試樣5的部位固定,此時(shí)水凝膠試樣安裝完成。
2)若使用夾具B,先分別將拉伸夾具9通過銷釘3與往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)的上夾具接頭2與下夾具接頭7固定連接。將水凝膠試樣5上端套在上端夾具B 12的下部,用膠帶將上端夾具B 12夾持水凝膠試樣5的部位固定,上端夾具B 12的上部放入拉伸夾具9的夾持部位,通過順時(shí)針旋轉(zhuǎn)螺栓10使活動夾片11壓緊上端夾具B 12的上部,將試驗(yàn)機(jī)測試的力值清零,排除水凝膠試樣自身重力的影響。將水凝膠試樣5下端套在下端夾具B 13的上部,用膠帶將下端夾具B 13夾持水凝膠試樣5的部位固定,讓水凝膠試樣5和下端夾具B 13保持直立狀態(tài),移動往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)的移動橫梁1直至下端夾具B 13的下方位于與下夾具接頭7連接的拉伸夾具9上方2cm處,再用較小的速度控制橫梁移動,直至下端夾具B 13的下部進(jìn)入拉伸夾具9的夾持部位,通過順時(shí)針旋轉(zhuǎn)螺栓10使活動夾片11壓緊下端夾具B 13的下部,為了確保實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力的方向與水凝膠試樣的橫截面相互垂直,上端夾具B 12的上部上表面和下端夾具B 13的下部下表面要與拉伸夾具9完全貼合,這樣能保證上端夾具B 12的上部上表面和下端夾具B 13的下部下表面平行,實(shí)驗(yàn)時(shí)的拉力與水凝膠試樣橫截面垂直,減少實(shí)驗(yàn)誤差。此時(shí)水凝膠試樣安裝完成。
步驟三,啟動往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī),使用位移控制模式,進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn),使水凝膠試樣5產(chǎn)生拉伸變形,直至破壞,同時(shí)記錄力、位移曲線。
步驟四,若繼續(xù)實(shí)驗(yàn),鎖定往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī),取下夾具并清理水凝膠試樣,再按照上述步驟進(jìn)行重新實(shí)驗(yàn)。若實(shí)驗(yàn)結(jié)束,關(guān)閉往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)取下夾具并清理水凝膠試樣和夾具,關(guān)閉電腦。
本發(fā)明的有益效果是,用設(shè)計(jì)的啞鈴型模具制作了標(biāo)準(zhǔn)的啞鈴型水凝膠試樣,并設(shè)計(jì)了與啞鈴型水凝膠試樣配合的夾具,利用拉伸時(shí)夾具對水凝膠試樣兩端夾持頭部提供的拉力代替原有的拉伸方法中使用主要成分為氰基丙烯酸酯的膠水將水凝膠試樣粘結(jié)到夾具上的粘結(jié)力,為低強(qiáng)度水凝膠提供了精準(zhǔn)可行的拉伸實(shí)驗(yàn)方法;也避免了由于氰基丙烯酸酯膠連引起的應(yīng)力集中問題及用刀具制作水凝膠試樣形成的表面缺陷問題,提高了低強(qiáng)度水凝膠拉伸力學(xué)性能測試的準(zhǔn)確性。本發(fā)明裝置及方法適用范圍廣、可控性強(qiáng)、操作便捷,可適用于低強(qiáng)度水凝膠的拉伸實(shí)驗(yàn),也可以用于測試水凝膠的蠕變和拉伸松弛力學(xué)性能。本發(fā)明夾持裝置成本低廉,便于生產(chǎn)和推廣。
附圖說明
圖1是水凝膠試樣和夾具A剖面圖;
圖2是水凝膠試樣和夾具B剖面圖;
圖3是啞鈴型模具的剖面圖;
圖4是夾具A的三維結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是夾具B的三維結(jié)構(gòu)示意圖;
圖中:1移動橫梁;2上夾具接頭;3銷釘;4上端夾具A;5水凝膠試樣;6下端夾具A;7下夾具接頭;8工作臺;9拉伸夾具;10螺栓;11活動夾片;12上端夾具B;13下端夾具B。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
一種測試低強(qiáng)度水凝膠拉伸力學(xué)性能的夾持裝置,該夾持裝置包括自制的啞鈴型模具、夾具A及附屬部件,或者包括啞鈴型模具、夾具B及附屬部件;考慮到成本因素,所述的啞鈴型模具、夾具A和夾具B都用鋁合金制作。
所述的啞鈴型模具兩半模具對稱扣合而成,如圖3啞鈴型模具的剖面圖所示,所述的啞鈴型模具的兩半模具的上、下兩部分的兩側(cè)都有中間帶有孔洞的平板,兩半模具對稱扣合后在孔洞內(nèi)插入螺栓擰緊,固定模具。啞鈴型模具的中部為中空圓柱體,其長度為內(nèi)直徑的6倍;所述的啞鈴型模具上部由頂端和漏斗型的底端組成,頂端為中空圓柱體;所述的底端與啞鈴型模具上部頂端連接,底端與啞鈴型模具中部的一端以過渡弧連接;所述的過渡弧的半徑為啞鈴型模具中部圓柱體內(nèi)直徑的1.5;所述的啞鈴型模具上部頂端中空圓柱體的內(nèi)直徑為啞鈴型模具中部圓柱體的內(nèi)直徑的2倍;所述的啞鈴型模具上部頂端中空圓柱體的厚度為啞鈴型模具中部圓柱體的內(nèi)直徑的2倍;所述的啞鈴型模具上部底端漏斗的高度為啞鈴型模具中部中空圓柱體的內(nèi)直徑的1.5倍;所述的啞鈴型模具的下部與上部完全對稱;
若夾具為夾具A時(shí),如圖1、圖4所示,所述的上夾具接頭2和下夾具接頭7均為中部帶有銷孔的中空圓柱體,上夾具接頭2固定在往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)的移動橫梁1下方,下夾具接頭7固定在工作臺8上;所述的上端夾具A4上部為中間帶有銷孔的中空圓柱體,上部通過銷釘3與上夾具接頭2固定連接,下部與啞鈴型模具的上部形狀配合。所述的下端夾具A 6下部為中間帶有銷孔的中空圓柱體,下部與下夾具接頭7固定連接,上部與啞鈴型模具的下部形狀配合。所述的水凝膠試樣5由啞鈴型模具澆筑而成,水凝膠試樣5通過上端夾具A 4的下部和下端夾具A 6的上部固定夾持。
若夾具為夾具B時(shí),如圖2、圖5所示,所述的上夾具接頭2和下夾具接頭7均為中部帶有銷孔的中空圓柱體,上夾具接頭2固定在往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)的移動橫梁1下方,下夾具接頭7固定在工作臺8上;所述的拉伸夾具9由上下兩部分組成,上部為帶有銷孔的實(shí)心圓柱體,通過銷釘3與上夾具接頭2和下夾具接頭7固定連接,下部由螺栓10和活動夾片11組成,通過旋轉(zhuǎn)螺栓10控制活動夾片11的前進(jìn)或后退;所述的上端夾具B 12和下端夾具B 13由兩半對稱扣合,扣合后均包括上下兩部分;所述的上端夾具B 12的上部與拉伸夾具9下部夾持連接,下部與啞鈴型模具的上部形狀配合;所述的下端夾具B 13的上部與啞鈴型模具的下部形狀配合,下部與拉伸夾具9下部夾持連接;所述的水凝膠試樣5由啞鈴型模具澆筑而成,通過上端夾具B 12的下部和下端夾具B 13的上部固定夾持。
低強(qiáng)度水凝膠靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)方法:
步驟一,制作水凝膠試樣:為了增加水凝膠試樣表面的完整度,減少剝離模具時(shí)造成的表面缺陷,先將兩半模具的內(nèi)表面刷上一層薄薄的油,形成一層很薄的油膜,增加潤滑,油膜厚度越薄越好,再將兩半模具對稱扣合,用聚乙烯薄膜封住底部,將模具兩端外側(cè)的小平板上的孔洞內(nèi)插入螺栓擰緊固定,成為一個(gè)整體,在其內(nèi)注入制備好的水凝膠溶液,靜置成型后將水凝膠試樣取出,先保留水凝膠試樣表面的油脂,這樣可避免實(shí)驗(yàn)過程中水凝膠試樣表面的失水及硬化,也可以減少夾具或其他物品對水凝膠試樣表面造成的可能性損傷,做實(shí)驗(yàn)時(shí)把水凝膠兩端頭部夾持部位的油脂擦掉,避免拉伸時(shí)水凝膠試樣兩端夾持部位過于潤滑從夾具中滑出。
步驟二,安裝水凝膠試樣
1)若使用夾具A,先將水凝膠試樣5上端套在上端夾具A4的下部,上端夾具A4上部通過銷釘3與往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)移動橫梁1上的上夾具接頭2固定連接,用膠帶將上端夾具A4夾持水凝膠試樣5的部位固定,將試驗(yàn)機(jī)測試的力值清零,排除水凝膠試樣自身重力的影響。將水凝膠試樣5下端套在下端夾具A6的上部,讓水凝膠試樣5和下端夾具A6保持直立狀態(tài),移動往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)的移動橫梁1直至下端夾具A6的下方位于往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)工作臺8上的下夾具接頭7上方2cm處,再用較小的速度控制橫梁移動,當(dāng)下夾具接頭7的銷孔與下端夾具A6的銷孔完全重合時(shí),插入銷釘3,用膠帶將下端夾具A6夾持水凝膠試樣5的部位固定,此時(shí)水凝膠試樣安裝完成。
2)若使用夾具B,先分別將拉伸夾具9通過銷釘3與往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)的上夾具接頭2與下夾具接頭7固定連接。將水凝膠試樣5上端套在上端夾具B 12的下部,用膠帶將上端夾具B 12夾持水凝膠試樣5的部位固定,上端夾具B 12的上部放入拉伸夾具9的夾持部位,通過順時(shí)針旋轉(zhuǎn)螺栓10使活動夾片11壓緊上端夾具B 12的上部,將試驗(yàn)機(jī)測試的力值清零,排除水凝膠試樣自身重力的影響。將水凝膠試樣5下端套在下端夾具B 13的上部,用膠帶將下端夾具B 13夾持水凝膠試樣5的部位固定,讓水凝膠試樣5和下端夾具B 13保持直立狀態(tài),移動往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)的移動橫梁1直至下端夾具B 13的下方位于與下夾具接頭7連接的拉伸夾具9上方2cm處,再用較小的速度控制橫梁移動,直至下端夾具B 13的下部進(jìn)入拉伸夾具9的夾持部位,通過順時(shí)針旋轉(zhuǎn)螺栓10使活動夾片11壓緊下端夾具B 13的下部,為了確保實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力的方向與水凝膠試樣的橫截面相互垂直,上端夾具B 12的上部上表面和下端夾具B 13的下部下表面要與拉伸夾具9完全貼合,這樣能保證上端夾具B 12的上部上表面和下端夾具B 13的下部下表面平行,實(shí)驗(yàn)時(shí)的拉力與水凝膠試樣橫截面垂直,減少實(shí)驗(yàn)誤差。此時(shí)水凝膠試樣安裝完成。
步驟三,開動往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī),使用位移控制模式,進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn),使樣品產(chǎn)生拉伸變形,直至破壞,記錄力、位移曲線。
步驟四,若繼續(xù)實(shí)驗(yàn),鎖定往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī),取下夾具并清理水凝膠試樣,再按照上述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。若實(shí)驗(yàn)結(jié)束,關(guān)閉往復(fù)運(yùn)動試驗(yàn)機(jī)取下夾具并清理水凝膠試樣和夾具,關(guān)閉電腦。