结构胶粘剂性能测试系统

造型设计软件：

SolidEdgeV18

渲染处理软件：

SolidEdge、3dsMAX结构胶粘剂性能测试系统

——SolidEdge三维建模设计制作：谢敏、李文锋、屈凌2007.10结构胶粘剂用于结构部件的连接具有许多传统连接方式无法比拟的优点，如成本低，重量轻，易操作和应力分布均匀等。随着中国制造业的迅猛发展，结构胶粘剂在各个工业工程领域得到广泛的推广和应用。但结构胶粘剂大多属于高分子复合材料，其性能受温度、湿度和应变速度等条件的影响非常大。精确测定不同温、湿度和应变率条件下胶粘剂材料的机械性能，推导各环境参数对胶粘剂性能影响的数学模型，对研究其可靠性和耐久性具有重要意义。要达到上述目的，需要进行大量的实验。由于结构胶粘剂测试样本较窄薄，承受载荷较小，而且在测试时需要精确的湿度、温度和应变速度控制，普通应力-应变测试仪器难以满足要求，因此需要研制专用的胶粘剂性能测试系统。本作品是作者开发的结构胶粘剂专用性能测试系统，该系统以计算机为核心，能实现对温度、湿度和应变速度的精确控制，并能自动记录和分析检测结果，具有很高的应用价值。

——论文详见“可控环境下的结构胶粘剂性能测试系统”

《粘接》2006、6（中国科技核心期刊、统计源期刊）胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）

该测试系统由计算机、应力-应变测试仪、运动及控制子系统、数据采集子系统、可控环境箱及测控软件等部分组成。由计算机控制步进电机工作，对环境箱内的试样施加拉伸载荷。试样的应力-应变信号和环境箱内的温/湿度信号通过数据采集卡输入计算机。环境箱内安装加热和制冷装置来实现温度控制，测控软件则负责采集、处理和记录实验数据并协调各部分仪器工作。

胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）一、应力-应变测试仪的造型设计应力-应变测试仪放置于环境箱内，其结构如下图所示。步进电机驱动测试仪的精密丝杠旋转，控制滑块螺母作水平运动。试样的一端固定在滑块螺母上，另一端与测试仪的悬臂测力杆相连。测力杆的根部两侧装有全桥应变片，应变信号输入计算机进行处理。胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）三维设计模型（左）样机实物照片（右）

胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）测试仪的爆炸视图：二、计算机的造型设计计算机用于协调和控制系统各部分的工作，并记录测试数据。计算机的造型设计包括了液晶、CPU、内存、主板、显卡、机箱、硬盘和光驱等元器件。胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）液晶显示器（LCD）

胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）主机箱：机箱造型借鉴了京剧脸谱的风格，颇具民族特色。

胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）主板、CPU及内存：

胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）显示卡、硬盘、光驱：

胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）三、运动及控制子系统的造型设计运动及控制子系统由步进电机、电机驱动器和直流电源等组成。通过改变脉冲信号的频率和数量，即可实现对电机速度和转角的控制。胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）四、数据采集子系统的造型设计数据采集子系统主要包括数据采集卡(DAQ)，温度传感器和变送器等。数据采集卡选用研华科技（Advantec）的PCL-1711型DAQ，温度传感器采用Pt-100热电偶。胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）五、可控环境箱的造型设计可控环境箱主要由环境箱体、加热与制冷装置、控制电路板、电风扇、干燥仓等组成。由计算机控制加热/制冷装置来调节环境箱内的温度。风扇则用于强制箱内空气循环，实现环境箱内的温度和湿度均匀。

胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）热管散热器及半导体制冷片：

胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）控制及放大电路、陶瓷加热管与环境风扇：

胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）六、系统的测试应用基于LABVIEW开发的测控软件及部分测试结果。胶粘剂性能测试系统

（三维数字建模设计）结束语

“胶粘剂性能测试系统”是我们于2006年初设计开发的一套专用测控系统，已根据三维设计模型制作出实际产品，并应用于结构胶粘剂样品的性能测试。目前该测试系统已开始在一些化工领域推广应用。在该系统的设计过程中，我们按照“三维模型→二维图纸→产品样机→三维模型修改”的设计流程，使用SolidEdge软件对系统的所有机械零部件进行了造型设计，其中部分零件模型曾进行反复修改。另外，为参加此次“全国三维数字建模大赛”，我们在原有模型的基础上，增加了许多计算机和测控电路的元器件模型，并对设计模型进行了细致的渲染处理，以完整表达该系统的结构和特点。希望大家对我们的设计模型提出宝贵意见。

谢敏、李文锋、屈凌

Email:xxmcad@163.com