一种橡胶导热系数准确性检测装置的制造方法
【专利摘要】一种橡胶导热系数准确性检测装置，包括模具(13)，模具(13)两侧分别设置有左加热板(11)、右加热板(12)，左加热板(11)、右加热板(12)的外侧通过固定装置(15)进行固定；右加热板(12)的外侧设置有加压装置(16)，加压装置(16)包括一液压装置，利用油泵产生的压力使橡胶样品(14)处在一定的压力下，橡胶样品(14)中设置有多个测温点(20)，所述多个测温点(20)通过热电偶(19)与测温装置(17)连接，测温装置(17)与测温电脑(18)连接。
【专利说明】
一种橡胶导热系数准确性检测装置
技术领域
[0001]本发明涉及橡胶材料检测技术领域，具体地说，是涉及一种橡胶导热系数准确性检测装置。
【背景技术】
[0002]橡胶材料导热系数的测定是进行橡胶制品热力学性能分析的前提，尤其在轮胎行业，包括轮胎硫化过程研究、轮胎行驶过程中温度场研究等方面都需要用到橡胶材料的导热系数。但是橡胶及橡胶复合材料是热的不良导体，其导热系数的测定比较困难，该系数的测定主要以实验研究为主，目前导热系数的测定方法较多，主要分为稳态法和瞬态法。稳态法因其数学计算简单而得到广泛应用，测定时所产生的误差主要来源于试样及加热器向周围的散热损失、试样与装置间的热流阻力以及不能满足表面绝热条件造成的温度场非均匀性。瞬态法在测试过程中会不可避免的产生热线端部散热，对结果的准确性影响极大。而且对于同一个试样用不同的方法测得的导热系数往往存在较大的差异，如何确定橡胶材料真实的导热系数非常困难。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种橡胶导热系数准确性检测装置，可用于验证采用不同方法测试导热系数的结果是否准确，为橡胶制品热力学分析研究提供更加准确的导热系数。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决:
[0005]—种橡胶导热系数准确性检测装置，包括模具13，模具13两侧分别设置有左加热板11、右加热板12，左加热板11、右加热板12的外侧通过固定装置15进行固定；右加热板12的外侧设置有加压装置16，加压装置16包括一液压装置，利用油栗产生的压力使橡胶样品14处在一定的压力下，橡胶样品14中设置有多个测温点20，所述多个测温点20通过热电偶19与测温装置17连接，测温装置17与测温电脑18连接。
[0006]优选地，左加热板11、右加热板12采用电热丝加热，使用可控硅与数字工业调节器组成控温装置。
[0007]优选地，所述多个测温点20包括10个热电偶埋线点:点1、点2、点3、点4、点5、点6、点7、点8、点9、点10，用测温仪器进行测温。
[0008]优选地，模具13是一个长方体模腔，模具13以及左加热板11、右加热板12组合形成中模内腔，中模内腔为60 X 40 X 50_的长方体，用来填充橡胶样品14。
[0009]进一步地，对于模具13内橡胶样品14的升温过程利用有限元分析软件进行建模计算，得到有限元法模拟结果，将实际测温结果与有限元法模拟结果进行对比，以验证导热系数是否准确。
[0010]本发明还涉及一种橡胶导热系数准确性检测装置的测试方法，测试时将橡胶样品14放置到模具13中，将热电偶19的测试端埋置在所述10个热电偶埋线点位置，接线端连接到测温装置17上，左加热板11和右加热板12按设定的温度对橡胶样品14进行加热，并且由加压装置16给橡胶样品14施加预先设定的压力，测温电脑18记录橡胶样品14中10个热电偶埋线点的温度;完成测试后，将点1、点5、点6、点7、点8、点9和点10作为有限元分析模型的边界条件进行模拟计算，点2、点3和点4作为实测值与模拟值对比的点，分别采用稳态法和瞬态法进行有限元法模拟计算，并将计算结果与实际温度测量结果进行比较，以判断稳态法和瞬态法导热系数检测方法的准确性。
[0011]本发明的有益效果是:本发明的一种橡胶导热系数准确性检测装置可对不同方法测得的导热系数进行验证，为橡胶热力学分析研究提供更加准确的橡胶热性能参数，从而得到更具实际应用价值的研究结论以指导实际生产。比如轮胎硫化过程的温度场有限元法模拟研究，该研究工作中，导热系数是最重要的材料性能参数之一，对最终的模拟结果的准确性有决定性的作用。该研究可指导轮胎硫化施工工艺条件的制订和优化，通过该研究工作可提升轮胎产品质量和使用性能，同时也可以缩短硫化时间，不但能节省硫化过程中的能源损耗，而且能在不增加设备的情况下提高产量，具有非常大的经济效益。对于年产300万条轿车轮胎生产企业，如果每条轮胎节省0.5分钟的硫化时间，生产效率提升5 %，在硫化设备不增加的前提下，可增加产能15万条，直接的经济效益就超过500万人民币。在其它橡胶制品的生产工艺研究中，导热系数也是必须测量和使用的重要参数。
【附图说明】
[0012]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0013]图1是本发明的结构组成示意图。
[0014]图2是本发明的点3位置的温度曲线图。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016]本发明的一种橡胶导热系数准确性检测装置，其检测步骤和原理包括两个方面，一是模型升温过程的实际测试，二是模型有限元法模拟计算，通过对比计算结果和实际测试结果来验证橡胶材料导热系数是否准确。
[0017]如图1所示，本发明的一种橡胶导热系数准确性检测装置，包括模具13，模具13两侧分别设置有左加热板11、右加热板12，左加热板11、右加热板12的外侧通过固定装置15进行固定，在本发明的一种实施方式中，模具13是一个长方体模腔，模具13以及左加热板11、右加热板12组合形成中模内腔，中模内腔为60 X 40 X 50mm的长方体，用来填充橡胶样品14;左加热板11、右加热板12采用电热丝加热，使用可控硅与数字工业调节器组成控温装置。右加热板12的外侧设置有加压装置16，加压装置16包括一液压装置，利用油栗产生的压力使橡胶样品14处在一定的压力下。如图1所示，橡胶样品14中设置有多个测温点20，优选地，所述多个测温点20包括10个热电偶埋线点1-10，用测温仪器进行测温。所述多个测温点20通过热电偶19与测温装置17连接，测温装置17与测温电脑18连接。
[0018]另一方面，对于该模型的升温过程利用有限元分析软件进行建模计算，得到有限元法模拟结果。将实际测温结果与有限元法模拟结果进行对比，以验证导热系数是否准确。
[0019]在一具体实施例中，采用某具体橡胶材料样品进行测试，测试时将橡胶样品14放置到模具13中，将热电偶19的测试端埋置在多个测温点20位置，接线端连接到测温装置17上，左加热板11和右加热板12按设定的温度对橡胶样品14进行加热，并且由加压装置16给橡胶样品14施加预先设定的压力，测温电脑18记录橡胶样品14中多个测温点20的温度。
[0020]完成测试后，将图1中点1、点5、点6、点7、点8、点9和点10作为有限元分析模型的边界条件进行模拟计算，点2、点3和点4作为实测值与模拟值对比的点。
[0021]如图2所示，是点3位置的温度曲线，实测值是实际测试的温度曲线，计算值-A是采用稳态法测试的导热系数进行有限元法模拟计算的结果，计算值-B是采用瞬态法测试的导热系数进行有限元法模拟计算的结果。从图中可以看出，对于该橡胶样品，稳态法测得的导热系数更加接近实际。
[0022]应该理解，尽管参考其示例性的实施方案，已经对本发明进行具体地显示和描述，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不背离由权利要求书所定义的本发明的精神和范围的条件下，可以在其中进行各种形式和细节的变化，可以进行各种实施方案的任意组合。
【主权项】
1.一种橡胶导热系数准确性检测装置，其特征在于:包括模具(13)，模具(13)两侧分别设置有左加热板(II )、右加热板(I2)，左加热板(II)、右加热板(12)的外侧通过固定装置(15)进行固定;右加热板(12)的外侧设置有加压装置(16)，加压装置(16)包括一液压装置，利用油栗产生的压力使橡胶样品(14)处在一定的压力下，橡胶样品(14)中设置有多个测温点(20)，所述多个测温点(20)通过热电偶(19)与测温装置(17)连接，测温装置(17)与测温电脑(18)连接。2.根据权利要求1所述的一种橡胶导热系数准确性检测装置，其特征在于:左加热板(11)、右加热板(12)分别采用电热丝加热，使用可控硅与数字工业调节器组成控温装置。3.根据权利要求1所述的一种橡胶导热系数准确性检测装置，其特征在于:所述多个测温点(20)包括1个热电偶埋线点:点1、点2、点3、点4、点5、点6、点7、点8、点9、点1，用测温仪器进行测温。4.根据权利要求1所述的一种橡胶导热系数准确性检测装置，其特征在于:模具(13)是一个长方体模腔，模具(13)以及左加热板(11)、右加热板(12)组合形成中模内腔，中模内腔为60 X 40 X 50mm的长方体，用来填充橡胶样品(14)。5.根据权利要求1所述的一种橡胶导热系数准确性检测装置，其特征在于:对于模具(13)内橡胶样品(14)的升温过程利用有限元分析软件进行建模计算，得到有限元法模拟结果，将实际测温结果与有限元法模拟结果进行对比，以验证导热系数是否准确。6.利用权利要求1-5任一所述的检测装置来检验导热系数准确性的检测方法，其特征在于，包括如下步骤:测试时将橡胶样品(14)放置到模具(13)中，将热电偶(19)的测试端埋置在所述10个热电偶埋线点位置，接线端连接到测温装置(17)上，左加热板(11)和右加热板(12)按设定的温度对橡胶样品(14)进行加热，并且由加压装置(16)给橡胶样品(14)施加预先设定的压力，测温电脑(18)记录橡胶样品(14)中10个热电偶埋线点的温度;完成测试后，将点1、点5、点6、点7、点8、点9和点10作为有限元分析模型的边界条件进行模拟计算，点.2、点3和点4作为实测值与模拟值对比的点，分别采用稳态法和瞬态法进行有限元法模拟计算，并将计算结果与实际温度测量结果进行比较，以判断稳态法和瞬态法检测方法的准确性。
【文档编号】G01N25/20GK106093115SQ201610726485
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月25日
【发明人】李红卫, 寇利涛, 朱家顺, 陈浩, 于鑫
【申请人】青岛励赫化工科技有限公司