一種用于測試凍粘剪切強度的拉拔儀具制造技術

本實用新型專利技術公開了一種用于測試凍粘剪切強度的拉拔儀具，包括柱狀筒體和剪切拉拔桿，柱狀筒體內部為成冰型腔，成冰型腔內壁設置為鋒銳波形粗化表面，柱狀筒體頂端開放，柱狀筒體筒壁的頂端向內設置有倒角，柱狀筒體底面中心位置處設置有鉤環；剪切拉拔桿的一端固結在蓋板的中心位置，剪切拉拔桿的另一端伸入成冰型腔內，蓋板上設置有卡環，卡環內側與柱狀筒體頂端筒壁的外側相貼合使得剪切拉拔桿處于成冰型腔的中心位置。本實用新型專利技術的拉拔儀具保證拉拔過程中只有冰體與防冰雪材料之間的界面受力，保證試驗結果與真實情況相符。試驗人員在將拉拔儀具組合時即可保證剪切拉拔桿位于成冰型腔居中位置，無需進一步調整或者涂抹憎水材料封閉等工序。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種用于測試凍粘剪切強度的拉拔儀具
本技術屬于材料防冰雪性能測試領域，涉及一種拉拔儀具，具體涉及一種用于測試凍粘剪切強度的拉拔儀具。
技術介紹
寒區輸電線、公路表面、以及飛行器等經常會由于冰雪粘附而產生事故，危害人員安全并造成財產損失。現階段針的防冰雪技術有憎水材料涂層、鹽化物融雪、機械清除等手段，其中憎水材料涂層是應用相當廣泛的一種手段。現有憎水材料涂層防冰雪性能大多通過材料與水接觸角進行評價，屬于一種間接評價手段，而且接觸角試驗變異性較大且操作復雜，進一步影響了評價的準確性。而現有材料防冰雪效果的直接評價方法較少，而用于相關試驗的拉拔機具更鮮為出現。 中國技術專利(CN202502040U)公開了一種用于測試冰粘接強度的拉拔儀具，該拉拔儀具為一圓柱形筒體，通過筒體內成冰型腔的冰體與涂有材料的平整表面凍粘，測試材料與冰的正向拉力，以測試材料與冰粘結強度。該專利技術存在兩方面不足:1)測試對象為材料與冰的正向拉力。實際應用中，不論是高壓電線除冰、道路除冰、還是飛行器除冰，冰-材料界面實際受力都是平行于界面的剪切力，而非如該專利技術中垂直于界面的正向拉力，因而用該專利技術測出的冰粘強度無法反映除冰應用中的實際冰-材料凍粘強度。2)測試過程的變異性。該專利技術使用過程中，需要采用憎水材料封閉拉拔儀具與材料接縫處。然而若采用憎水材料不具有相當粘性，則接縫處容易封閉失效、漏水，導致試驗結果的變異性，若采用具有粘性的憎水材料，則會使拉拔儀具與涂材表面粘結力增大，也使試驗結果變異。
技術實現思路
針對現有技術存在的不足，本技術的目的在于，提供一種用于測試凍粘剪切強度的拉拔儀具，能夠與MTS材料試驗儀器配套，測定材料凍粘后表面冰層的抗剪切強度，以表征表面冰層脫落難易程度，評價材料防冰雪效果。 為了解決上述技術問題，本技術采用如下技術方案予以實現: 一種用于測試凍粘剪切強度的拉拔儀具，包括柱狀筒體，所述的柱狀筒體內部為成冰型腔，成冰型腔內壁設置為鋒銳波形粗化表面，所述的柱狀筒體頂端開放，柱狀筒體筒壁的頂端向內設置有倒角，柱狀筒體底面中心位置處設置有鉤環； 所述的用于凍粘剪切強度測試的拉拔儀具還包括剪切拉拔桿，剪切拉拔桿的一端固結在蓋板的中心位置，剪切拉拔桿的另一端伸入成冰型腔內，蓋板上設置有卡環，卡環內側與柱狀筒體頂端筒壁的外側相貼合使得剪切拉拔桿處于成冰型腔的中心位置；蓋板的中心位置設置有鉤環，蓋板上的鉤環的中心線、柱狀筒體底面上的鉤環的中心線和剪切拉拔桿的中心線在同一條直線上。 本技術還具有如下技術特征: 所述的剪切拉拔桿為圓柱狀鋼桿。 所述的卡環內側設置有一層防凍密封圈，防凍密封圈與柱狀筒體頂端筒壁的外側相貼合。 所述的防凍密封圈采用硅膠墊圈防凍密封圈。 所述的蓋板上加工有貫通蓋板的破冰孔。 本技術與現有技術相比，具有如下技術效果: ( I )結果準確，本技術的拉拔儀具保證拉拔過程中只有冰體與防冰雪材料之間的界面受力，保證試驗結果與真實情況相符。 ( II )操作方便，本技術的拉拔儀具具有卡環和防凍密封圈，使試驗人員在將拉拔儀具組合時即可保證剪切拉拔桿位于成冰型腔居中位置，無需進一步調整或者涂抹憎水材料封閉等工序。 (III)試驗簡便，采用本技術的拉拔儀具，采用較少工序，在短時間內就可準確測出冰體與防冰雪材料的界面的凍粘剪切強度。 【附圖說明】 圖1是本技術的整體結構全剖示意圖。 圖2是剪切拉拔桿和蓋板的全剖結構示意圖。 圖3是柱狀筒體的全剖結構示意圖。 圖中各個標號的含義為:1 一蓋板，2—卡環，3—冰凍線，4一成冰型腔，5—防冰雪材料，6一勾環，7一柱狀筒體，8一剪切拉拔桿，9一鋒銳波形粗化表面，10一注水線，11一防凍密封圈，12—破冰孔。 以下結合附圖對本技術的具體內容作進一步詳細解釋說明。 【具體實施方式】 以下給出本技術的具體實施例，需要說明的是本技術并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本技術的保護范圍。 遵從上述技術方案，如圖1至圖3所示，本實施例給出了一種用于測試凍粘剪切強度的拉拔儀具，包括柱狀筒體7，所述的柱狀筒體7內部為成冰型腔4，成冰型腔4內壁設置為鋒銳波形粗化表面9，所述的柱狀筒體7頂端開放，柱狀筒體7筒壁的頂端向內設置有倒角，柱狀筒體7底面中心位置處設置有鉤環6 ; 所述的用于凍粘剪切強度測試的拉拔儀具還包括剪切拉拔桿8，剪切拉拔桿8的一端固結在蓋板I的中心位置，剪切拉拔桿8的另一端伸入成冰型腔4內，蓋板I上設置有卡環2，卡環2內側與柱狀筒體I頂端筒壁的外側相貼合使得剪切拉拔桿8處于成冰型腔4的中心位置；蓋板I的中心位置設置有鉤環6，蓋板I上的鉤環6的中心線、柱狀筒體I底面上的鉤環6的中心線和剪切拉拔桿8的中心線在同一條直線上。 剪切拉拔桿8為圓柱狀鋼桿。圓柱狀鋼桿為優選構造，鋼材質具有較好的強度及剛度，能保證試驗結果準確；圓柱狀截面可使冰材料界面上每一點受力均勻，而不會出現應力集中現象。然而為了盡量貼近實際，對于不同實際受力情況的測試對象，也可采用不同截面、不同材質的剪切拉拔桿8。 卡環2內側設置有一層防凍密封圈11，防凍密封圈11與柱狀筒體7頂端筒壁的外側相貼合，防凍密封圈11采用硅膠墊圈防凍密封圈。防凍密封圈11能隔離卡環2內側與柱狀筒體7頂端筒壁外側的鋼表面，使這兩處鋼表面不因為水蒸氣凍粘而影響試驗結果，并且防凍密封圈11本身具有較好的憎水效果，在冰凍過程中與鋼表面可保證較好的隔離狀態。倒角可減少柱狀筒體7頂端與蓋板I底面的接觸面積，同樣起到保證試驗精度的作用。 蓋板I上加工有貫通蓋板I的破冰孔12。試驗人員在冰凍試件的過程中，可每隔一定時間通過破冰孔12破碎成冰型腔4內部冰體，保證最終成冰狀態密實、穩定、冰體上表面平整。 柱狀筒體7的成冰型腔4內刻有注水線10，并根據水凍結成冰時的體積變化刻有相應的冰凍線3，以保證每次試驗結果的一致性。柱狀筒體7在使用過程中采用透明材料制成，便于觀測。 使用本技術的拉拔儀具的具體步驟: 步驟一，在剪切拉拔桿8的上均勻涂抹防冰雪材料5，如硅橡膠涂層、含氟材料涂層等，風干后防冰雪材料5固結在剪切拉拔桿8上。 步驟二，在柱狀筒體7的成冰型腔4中注水達到注水線10的高度，注水過程中注意不濺水滴至冰凍線3以外區域。 步驟三，將剪切拉拔桿8放入成冰型腔4中的水中，蓋板I蓋在柱狀筒體7上，卡環2扣緊在柱狀筒體7的頂端，共同置入冰箱冰凍。 步驟四，冰凍過程中，每隔一定時間通過破冰孔12破碎成冰型腔4內的冰體。 步驟五，成冰型腔4內的冰體完全冰凍結實后，冰體高度到達冰凍線3的高度，用MTS拉拔試驗儀配套夾具勾緊兩端的勾環6，進行拉拔試驗。 步驟六，讀取拉拔試驗結果，所示拉力即為防冰雪材料5與冰體的凍粘剪切強度。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于測試凍粘剪切強度的拉拔儀具，包括柱狀筒體(7)，所述的柱狀筒體(7)內部為成冰型腔(4)，成冰型腔(4)內壁設置為鋒銳波形粗化表面(9)，其特征在于：所述的柱狀筒體(7)頂端開放，柱狀筒體(7)筒壁的頂端向內設置有倒角，柱狀筒體(7)底面中心位置處設置有鉤環(6)；所述的用于凍粘剪切強度測試的拉拔儀具還包括剪切拉拔桿(8)，剪切拉拔桿(8)的一端固結在蓋板(1)的中心位置，剪切拉拔桿(8)的另一端伸入成冰型腔(4)內，蓋板(1)上設置有卡環(2)，卡環(2)內側與柱狀筒體(1)頂端筒壁的外側相貼合使得剪切拉拔桿(8)處于成冰型腔(4)的中心位置；蓋板(1)的中心位置設置有鉤環(6)，蓋板(1)上的鉤環(6)的中心線、柱狀筒體(1)底面上的鉤環(6)的中心線和剪切拉拔桿(8)的中心線在同一條直線上。

【技術特征摘要】
1.一種用于測試凍粘剪切強度的拉拔儀具，包括柱狀筒體(7)，所述的柱狀筒體(7)內部為成冰型腔(4)，成冰型腔(4)內壁設置為鋒銳波形粗化表面(9)，其特征在于:所述的柱狀筒體(7)頂端開放，柱狀筒體(7)筒壁的頂端向內設置有倒角，柱狀筒體(7)底面中心位置處設置有鉤環(6)； 所述的用于凍粘剪切強度測試的拉拔儀具還包括剪切拉拔桿(8)，剪切拉拔桿(8)的一端固結在蓋板(I)的中心位置，剪切拉拔桿(8)的另一端伸入成冰型腔(4)內，蓋板(I)上設置有卡環(2)，卡環(2)內側與柱狀筒體(I)頂端筒壁的外側相貼合使得剪切拉拔桿(8)處于成冰型腔⑷的中心位置；蓋板⑴的中心位置設置有鉤環(6)，蓋板⑴上...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫增智，吳永暢，袁騰，魏莘欣，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：新型
國別省市：陜西;61