CN102608300B - 复合材料构件多因素环境老化试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料构件多因素环境老化试验装置，其包括试验工作室以及拉力系统、盐雾系统、光辐照系统、温湿度系统、淋雨系统和高压电系统，所述试验工作室与拉力系统、盐雾系统、光辐照系统、温湿度系统、淋雨系统、高压电系统联接。本发明通过将拉力系统、盐雾系统、光辐照系统、温湿度系统、淋雨系统以及高压电系统六个系统糅合，在试验时，在本发明中安装由符合材料制成的试样工件，可根据试验需要，开启一个或者多个系统，可使试样工件能在一个环境或者多个环境中进行试验，达到预想的试验效果。本发明可用于复合材料构件多因素环境老化试验装置。

Description

复合材料构件多因素环境老化试验装置

技术领域

本发明涉及一种复合材料构件多因素环境老化试验装置。

背景技术

复合材料，即树脂型复合材料，由于具有重量轻、强度高、耐腐蚀、加工成型方便和良好的可设计性等优点，在建材、航天、航空等部门得到了广泛的应用。

现需要对复合材料构件，尤其是由复合材料制成的杆塔，进行多因素环境老化试验。该多因素环境包括施加拉力和高压电状态下、盐雾环境、光辐照环境、温湿度环境、淋雨环境。该多因素环境老化试验可在一个环境状态或者多个环境状态下对杆塔进行试验。然而，现在没有一个合理的试验装置可以将施加拉力和高压电状态下、盐雾环境、光辐照环境、温湿度环境、淋雨环境，六种环境糅合在一个装置设备里，可根据试验需要，切换一个或者多个环境后，对杆塔进行多因素环境的测试。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种复合材料构件多因素环境老化试验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种复合材料构件多因素环境老化试验装置，其包括试验工作室以及拉力系统、盐雾系统、光辐照系统、温湿度系统、淋雨系统和高压电系统，所述试验工作室与拉力系统、盐雾系统、光辐照系统、温湿度系统、淋雨系统、高压电系统联接。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述试验工作室上设有若干个排气孔，试验工作室上还设有抽风口和进风口，试验工作室内设有三个安装座，所述安装座呈品字形分布，所述安装座上可安装有试样工件。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述拉力系统包括钢丝以及设在试验工作室外的第一定滑轮、设在第一定滑轮上方的第二定滑轮、动滑轮组和砝码台，所述钢丝的一端连接在试样工件上端，另一端依次绕过第一定滑轮、第二定滑轮以及动滑轮组后与砝码台连接，所述钢丝与试样工件间还设有绝缘子，所述钢丝外表层设有耐腐蚀层。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述盐雾系统包括设有若干个盐雾发生室以及设在各个盐雾发生室内的超声波盐雾发生器，所述盐雾发生器可连通至试验工作室，所述盐雾发生室与试验工作室间设有分室门，所述盐雾发生室设有第一进气口。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述光辐照系统包括若干支水冷型长弧氙灯，所述水冷型长弧氙灯呈一字型排列成直线，相邻水冷型长弧氙灯首尾相对且与试样工件平行。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述温湿度系统包括抽风机，管道以及恒温恒湿装置，所述抽风机的输入端与抽风口连接，抽风机的输出端与进风口连接，所述抽风机与进风口间还设有恒温恒湿装置。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述淋雨系统包括若干个设置在试验工作室内的喷嘴、设置在试验工作室外的水箱以及放置在水箱内的水泵，所述水泵的输出端与喷嘴连接，所述喷嘴设置在试验工作室顶部。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述高压电系统设置在试验工作室外，高压电系统包括可调变压器以及电流检测设备，所述可调变压器的输出端与试样工件上端联接，所述电流检测设备的输入端与试样工件下端联接。

进一步作为本发明技术方案的改进，还包括设置在管道上的第二进气口、排气口以及可控制第二进气口和排气口的开启、闭合状态的风门控制装置。

本发明的有益效果：本发明通过将拉力系统、盐雾系统、光辐照系统、温湿度系统、淋雨系统以及高压电系统六个系统糅合，在试验时，在本发明中安装由符合材料制成的试样工件，可根据试验需要，开启一个或者多个系统，可使试样工件能在一个环境或者多个环境中进行试验，达到预想的试验效果。

本发明可用于复合材料构件多因素环境老化试验装置。

附图说明

图1是本发明的模块示意图；

图2是本发明中拉力系统的结构示意图；

图3是本发明中盐雾系统的结构示意图；

图4是本发明中光辐照系统的结构示意图；

图5是本发明中温湿度系统的结构示意图；

图6是本发明中淋雨系统的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，一种复合材料构件多因素环境老化试验装置，其包括试验工作室1以及拉力系统90、盐雾系统91、光辐照系统92、温湿度系统93、淋雨系统94和高压电系统95，所述试验工作室1与拉力系统90、盐雾系统91、光辐照系统92、温湿度系统93、淋雨系统94、高压电系统95联接。还包括中央控制器99，中央控制器99与拉力系统90、盐雾系统91、光辐照系统92、温湿度系统93、淋雨系统94以及高压电系统95电联接。中央控制器99可控制拉力系统90、盐雾系统91、光辐照系统92、温湿度系统93、淋雨系统94以及高压电系统95的开启和闭合。在试样过程中，当试样工件10在拉力系统90的作用下失效时，拉力系统90反馈到中央控制器99，中央控制器99关闭盐雾系统91、光辐照系统92、温湿度系统93、淋雨系统94以及高压电系统95。

通过将拉力系统90、盐雾系统91、光辐照系统92、温湿度系统93、淋雨系统94和高压电系统95六个系统糅合，在试验时，在本发明中安装由符合材料制成的试样工件10，可根据试验需要，开启一个或者多个系统，可使试样工件10能在一个环境或者多个环境中进行试验，达到预想的试验效果。

作为本发明优选的实施方式，所述试验工作室1上设有若干个排气孔2，试验工作室1上还设有抽风口3和进风口4，试验工作室1内设有三个安装座，所述安装座呈品字形分布，所述安装座上可安装有试样工件10。

作为本发明优选的实施方式，所述拉力系统包括钢丝9以及设在试验工作室1外的第一定滑轮5、设在第一定滑轮5上方的第二定滑轮6、动滑轮组7和砝码台8，所述钢丝9的一端连接在试样工件10上端，另一端依次绕过第一定滑轮5、第二定滑轮6以及动滑轮组7后与砝码台8连接。所述钢丝8与试样工件10间还设有绝缘子11，可防止钢丝8处于出点状态，所述钢丝9外表层设有耐腐蚀层，防止在盐雾环境下，钢丝9受到腐蚀。在本发明中，试样工件10为长杆型，试样工件10垂直放置或者水平放置都对试验工作室1的内部空间有要求，且若在模拟淋雨高压状态下对试样工件10进行拉力测试时，试样工件10表面不能积水，故试样工件10可放置成与水平面成夹角，可使试样工件10表面不积水，防止出现串联导电现象出现。本发明中试样工件4与水平面间的夹角为45°。通过第一定滑轮5、动滑轮组7和第二定滑轮6调整施力装置对试样工件4施加力的大小和方向。

作为本发明优选的实施方式，所述盐雾系统包括设有若干个盐雾发生室12以及设在各个盐雾发生室12内的超声波盐雾发生器13，所述盐雾发生器13可连通至试验工作室1，所述盐雾发生室12与试验工作室1间设有分室门14，所述盐雾发生室12设有第一进气口15。

超声波盐雾发生器13的工作原理是利用超声波发生器与换能器产生自激振荡,向水中辐射强烈的超声波,超声波通过水和半透膜传递作用于盐雾室内的待雾化盐溶液,使存在于盐溶液中的微气泡在声场作用下起振,当声压达到一定值时,微气泡迅速膨胀然后突然闭合,在微气泡闭合时产生冲击波。这种膨胀、闭合、振荡等一系列动力学过程称为声空化。在声空化作用下液体在气相中分散并在液体表面形成细雾飞逸，细雾在流动气体的带动下,源源不断从盐雾室里流出实现超声雾化，使得产生的盐雾颗粒直径较小，从而提高盐雾试验结果的有效性。

所述每个盐雾发生室12与试验工作室1连通的侧壁上还设有分室门14，所述分室门14可打开，工作时，可自动向各个盐雾发生室12内通入盐水，并将超声波盐雾发生器12放置到各个盐雾发生室12内的盐水里，将分室门14打开，超声波盐雾发生器13可将盐水雾化成颗粒直径小的盐雾，实现盐雾生产的可控制性，并盐雾可从各个分室门14扩散到试验工作室1中，并均匀地覆盖在试样工件10上，实现盐雾的沉降量均匀性。

作为本发明优选的实施方式，所述光辐照系统包括若干支水冷型长弧氙灯16，所述水冷型长弧氙灯16呈一字型排列成直线，相邻水冷型长弧氙灯16首尾相对且与试样工件10平行。

在本发明中，在试验工作室1内设置了三个试样工件10，呈品字形分布，试样工件10与水平放置面具有夹角，该夹角的角度为45°。在中间的试验工件上方设有4若干支水冷型长弧氙灯16, 本发明中得水冷型长弧氙灯16是线光源，故若干支水冷型长弧氙灯16呈一字型排列成直线，相邻水冷型长弧氙灯16首尾相对且与试样工件10平行，即水冷型长弧氙灯16与水平防止面的夹角为45°。水冷型长弧氙灯16可固定在试验工作室顶部，且与试样工件10的距离为480mm。水冷型长弧氙灯16的内过滤罩或外过滤罩的材料可以为硼硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃、石英玻璃和滤红外玻璃中的任意一种。可根据内外层过滤罩不同材料的组合，可以模拟出不用环境的光辐照环境。在本发明中，内过滤罩的材料为硼硅酸盐玻璃，外过滤罩的材料为硼硅酸盐玻璃，可模拟户外气候环境。

作为本发明优选的实施方式，所述温湿度系统包括抽风机17、管道18以及恒温恒湿装置19，所述抽风机17的输入端与抽风口3连接，抽风机17的输出端与进风口4连接，所述抽风机17与进风口14间还设有恒温恒湿装置19。当需要进行温湿度环境试验时，抽风机17启动，可将试验工作室1内的空气从抽风口3抽出，并经过管道18流经恒温恒湿装置19以及进风口4进入试验工作室1内，保持空气的温度和湿度，使试验工作室1内的空气的温度和湿度处于一个适宜的数值，使试验能顺利进行。

作为本发明优选的实施方式，所述淋雨系统包括若干个设置在试验工作室1内的喷嘴20、设置在试验工作室1外的水箱21以及放置在水箱21内的水泵22，所述水泵22的输出端与喷嘴20连接，所述喷嘴20设置在试验工作室1顶部，喷嘴20与试样工件10平行。在淋雨环境时，可启动水泵20，将水箱21内的水泵向喷嘴20,。该喷嘴20为锥形喷嘴，其覆盖直径约800mm，可根据需要设置若干个锥形喷嘴，其喷晒范围可将试验工作室1内的试样工件10完全覆盖。

作为本发明优选的实施方式，所述高压电系统设置在试验工作室外，高压电系统包括可调变压器以及电流检测设备，所述可调变压器的输出端与试样工件上端联接，所述电流检测设备的输入端与试样工件下端联接。可通过可变调压器向试样工件10施加高压电，并可通过电流检测设备监控试验过程中试样工件10的断电次数。在实验过程中，若其中一个试样工件10累计出现5次过流中断，该试验自动停止。

作为本发明优选的实施方式，还包括设置在管道上的第二进气口23、排气口24以及可控制第二进气口23和排气口24的开启、闭合状态的风门控制装置25。当试验工作室1内温度不超过设定温度时，第二进气口23和排气口24都闭合，整个试验工作室1内是闭合空间；试验工作室1内内温度超过设定温度时，风门控制装置25启动将排气孔8和第二进气口23打开，试验工作室1内内的热空气从排气口24排到试验工作室1内外，试验工作室1内外的冷空气从第二进气口23进入试验工作室1内，从而使试验工作室1内内的温度降低；当试验工作室1内内温度低于设定温度时，风门控制装置25启动将排气孔24和第二进气口23关闭。如此循环，使试验工作室1内内得温度一直低于在设定温度，方便试验的进行。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种复合材料构件多因素环境老化试验装置，其特征在于：其包括试验工作室（1）以及拉力系统（90）、盐雾系统（91）、光辐照系统（92）、温湿度系统（93）、淋雨系统（94）和高压电系统（95），所述试验工作室（1）与拉力系统（90）、盐雾系统（91）、光辐照系统（92）、温湿度系统（93）、淋雨系统（94）、高压电系统（95）联接，所述试验工作室（1）上设有若干个排气孔（2），试验工作室（1）上还设有抽风口（3）和进风口（4），试验工作室（1）内设有三个安装座，所述安装座呈品字形分布，所述安装座上安装有试样工件（10），所述高压电系统设置在试验工作室外，高压电系统包括可调变压器以及电流检测设备，所述可调变压器的输出端与试样工件上端联接，所述电流检测设备的输入端与试样工件下端联接。

2.根据权利要求1所述的复合材料构件多因素环境老化试验装置，其特征在于：所述拉力系统包括钢丝（9）以及设在试验工作室（1）外的第一定滑轮（5）、设在第一定滑轮（5）上方的第二定滑轮（6）、动滑轮组（7）和砝码台（8），所述钢丝（9）的一端连接在试样工件（10）上端，另一端依次绕过第一定滑轮（5）、第二定滑轮（6）以及动滑轮组（7）后与砝码台（8）连接，所述钢丝（8）与试样工件（10）间还设有绝缘子（11），所述钢丝（9）外表层设有耐腐蚀层。

3.根据权利要求1所述的复合材料构件多因素环境老化试验装置，其特征在于：所述盐雾系统包括设有若干个盐雾发生室（12）以及设在各个盐雾发生室（12）内的超声波盐雾发生器（13），所述盐雾发生器（13）连通至试验工作室（1），所述盐雾发生室（12）与试验工作室（1）间设有分室门（14），所述盐雾发生室（12）设有第一进气口（15）。

4.根据权利要求1所述的复合材料构件多因素环境老化试验装置，其特征在于：所述光辐照系统包括若干支水冷型长弧氙灯（16），所述水冷型长弧氙灯（16）呈一字型排列成直线，相邻水冷型长弧氙灯（16）首尾相对且与试样工件（10）平行。

5.根据权利要求1所述的复合材料构件多因素环境老化试验装置，其特征在于：所述温湿度系统包括抽风机（17），管道（18）以及恒温恒湿装置（19），所述抽风机（17）的输入端与抽风口（3）连接，抽风机（17）的输出端与进风口（4）连接，所述抽风机（17）与进风口（14）间还设有恒温恒湿装置（19）。

6.根据权利要求1所述的复合材料构件多因素环境老化试验装置，其特征在于：所述淋雨系统包括若干个设置在试验工作室（1）内的喷嘴（20）、设置在试验工作室（1）外的水箱（21）以及放置在水箱（21）内的水泵（22），所述水泵（22）的输出端与喷嘴（20）连接，所述喷嘴（20）设置在试验工作室（1）顶部。

7.根据权利要求1所述的复合材料构件多因素环境老化试验装置，其特征在于：还包括设置在管道上的第二进气口（23）、排气口（24）以及可控制第二进气口（23）和排气口（24）的开启、闭合状态的风门控制装置（25）。