强温变力学实验温箱结构方案设计(2)
时间:2018-04-25 20:06 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
为了适应现代化的工业生产的需要，故而开发研制了一种应力筛选与试验的设备，即恒温试验箱。同时这种恒温试验箱也可运用在材料测试的过程中。其大致工作原理是由热学原理和制冷原理结合而成的，并通过各种满足一定需求的加热器来进行加热的，同时还通过制冷设备来进行降温，从而达到所需的某一恒定温度。当产品处于这样一个环境下时，便可以观察其性能、外观的变化，进而为企业提供更科学且可靠的产品。 恒温试验箱主要是由箱体、制冷系统与加热系统、空气循环系统以及控制系统等部分组成。 目前，市面上使用较多的恒温试验箱多是在航空宇航、汽车制造、家电制造、科研研发等领域，且多用于测试和确定电工、电子以及其他产品和材料进行高温、低温、湿热度或是测定恒定试验的温度环境变化后的参数、性能。一般其箱体的外壳多采用静电喷塑过的冷轧钢板，内胆多采用优质不锈钢板，比如Q235-A之类的钢板。箱门中间设置有外窄内宽的锥形观察窗，同时还会配有可耐高低温的观察灯，以便用户可以清晰地看到试样的试验情况，还不会影响到温度的损耗。其整体外型美观大方。保温层多为硬质聚氨脂发泡再加上少量的超细玻璃棉，这样就具有强度高，保温性好的特点。该类设备的主要温度控制仪多采用智能数显温、湿度控制仪，较为人性化设计的操作方法，使用方法简单易学，并且还可以兼容不同档次、不同功能的仪表，以便满足更多的需要。 1.2 研究的目的和意义 但是目前带温箱的材料试验机所设计的升温速度较慢，且为材料试验机所专门配备的温箱较少，远不能满足强温变试验的要求，这就需要自行设计满足条件的试验温箱。设计的温箱需要能适配典型材料实验机，能够容纳标准尺寸的橡胶材料试件，能够实现简单的温度保护与控制，实现升温速率约为200℃/min。 1.3 研究的内容 橡胶材料因为变形大、弹性高的特点，近些年来在航空宇航、汽车制造、家电制造等高科技领域的应用日益广泛。橡胶材料作为高分子材料，其材料特性的研究也成为了材料科学的前沿性课题。为了研究橡胶材料在强温变的条件下的单向拉伸所造成的大变形力学行为时，目前的材料试验机所带有的恒温箱中设计的升温速度较慢，远无法满足强温变的快速升降温的试验要求，需要自行设计满足条件的试验温箱。本课题所设计温箱需要能适配典型材料实验机，能够容纳标准尺寸的橡胶材料试件，能实现简单的温度检测、控制、反馈，还要实现200℃/min的快速升温速率。开展温箱结构总体设计，完成三文设计，生成工程图；进行热容量计算，完成热源选型与设计；开展温箱隔热保温方案设计，完成计算温箱的升降温性能评估。通过课题的完成，巩固学生所学专业知识，培养学生独立设计的能力以及熟练运用三文软件进行结构设计的能力。 第一章为绪论，介绍了材料试验箱的短板、意义以及目前急需解决的问题，，同时给出了文章结构的基本安排。 第二章为总体结构设计，主要对温箱的内部元件进行总体设计，并对同类型元件进行对比，最后选取所需，并画出装配图与零件图。 第三章为尺寸计算，主要完成了热耗的计算，并对个零件的尺寸进行了设计。 第四章为强度校核，为机架进行强度校核，以使得可以承受温箱的重量。 第五章为总结，总结了本次设计中的优缺点。 2 总体设计方案 2.1 箱体的选择 橡胶有天然橡胶和合成橡胶两种大的类型。从形态上，可以把橡胶材料分为块状生胶、液体橡胶、乳胶和粉末橡胶四大类型[9]。乳胶是胶体状的橡胶水分散体；液体橡胶是橡胶的低聚物，没有硫化处理之前一般是粘稠状的液体形态；粉末橡胶则是把胶体状的乳胶加工制成粉末状，之后再配料和加工制作。热塑性橡胶，仅仅是采用热塑性塑料的加工方法加工制成的，不需要经过化学的硫化，于20世纪60年代开发出来。 (责任编辑：qin) |