張勝軍 冉文生 李學(xué)穎 馬肖楠 翟國(guó)亮 李迎

（1.國(guó)家節(jié)水器材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，新疆烏魯木齊 830000；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所，河南新鄉(xiāng) 453002）お

摘要 為解決使用新國(guó)標(biāo)GB/T1040.3-2006《塑料拉伸性能測(cè)定 第3部分：薄膜和薄片的試驗(yàn)條件》薄膜拉伸實(shí)際試驗(yàn)時(shí)試樣100%的斷在試驗(yàn)機(jī)夾頭處的問(wèn)題，對(duì)拉伸試驗(yàn)過(guò)程試樣受力進(jìn)行研究，找出原因，提出新的夾頭設(shè)計(jì)原理，即對(duì)夾持力面受力方式作了改進(jìn)，消除了橫向剪切力，并重新設(shè)計(jì)制作了專用夾頭，滿足了塑料薄膜拉伸新標(biāo)準(zhǔn)方法試驗(yàn)要求。

關(guān)鍵詞 塑料薄膜；拉伸；夾頭

中圖分類號(hào) SB277.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2014）19-06516-02

Design and Development of Special Chunk for Plastic Film Stretching

ZHANG Sheng瞛un et al

( National Center for Supervision and Inspection of Drainage Irrigation and Water-saving Equipment Product Quality, Urumqi, Xinjiang 830000)

Abstract In order to solve the problem of the fracture of experimental samples in the chunk of tensile testing machine during the tensile experiments of plastic films according to the new national standard GB/T1040.3-2006 Plastics - Determination of tensile properties - Part 3: Test conditions for films and sheets, stress conditions during the tensile process were investigated to analyze the reasons and propose new principles for chunk design. By improving the stress loading mode on clamping surface and eliminating the transverse shear stress, a special chunk was designed and developed, which met the new standard and requirements of tensile experiments for plastic film.

Key words Plastic film; Stretch; Chunk

基金項(xiàng)目 公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（201203003）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD20B02-04）。

作者簡(jiǎn)介 張勝軍（1956- ），男，上海人，高級(jí)工程師，從事節(jié)水器材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)。*通訊作者，碩士，研究實(shí)習(xí)員，從事節(jié)水設(shè)備研發(fā)與節(jié)水灌水技術(shù)研究。

收稿日期 20140526

地膜是自“種子”后的第2次農(nóng)業(yè)革命，新疆現(xiàn)已推廣應(yīng)用地膜達(dá)260余萬(wàn)hm2，是必須的農(nóng)資物品之一，它的性能好壞直接影響農(nóng)作物的收成［1］。但自執(zhí)行新的產(chǎn)品性能檢測(cè)方法——GB/T1040.3-2006［2］《塑料拉伸性能測(cè)定 第3部分：薄膜和薄片的試驗(yàn)條件》后，檢測(cè)中出現(xiàn)拉伸試驗(yàn)100%斷在夾頭處，試驗(yàn)無(wú)法正確反應(yīng)產(chǎn)品性能的問(wèn)題。為此，筆者針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題開展相關(guān)分析，提出新的設(shè)計(jì)原理并制作了新的塑料薄膜拉伸專用夾頭（該塑料薄膜拉伸夾頭現(xiàn)已獲得國(guó)家實(shí)用新型專利，專利號(hào)：ZL201320489645。），滿足了塑料薄膜拉伸試驗(yàn)要求。

1 原因分析

在塑料薄膜拉伸時(shí)，原試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB130221991［3］《塑料薄膜拉伸性能試驗(yàn)方法》規(guī)定試樣為啞鈴型，在拉伸試驗(yàn)時(shí)根據(jù)應(yīng)力集中原理，受力一定是集中在試樣中部（圖1）。而新檢測(cè)方法GB/T1040.32006《塑料拉伸性能測(cè)定 第3部分：薄膜和薄片的試驗(yàn)條件》規(guī)定試樣為直條型（等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）。在拉伸試樣時(shí)應(yīng)在試樣最薄弱處受到破壞（圖2），從理論上講新標(biāo)準(zhǔn)更能真實(shí)反映出產(chǎn)品性能指標(biāo)。出現(xiàn)試驗(yàn)時(shí)試樣100%斷在試驗(yàn)機(jī)夾頭處，且力值與標(biāo)準(zhǔn)值相差很大，為20%～50%，其原因是夾持問(wèn)題，試樣不是拉斷而是剪斷，因此需重新設(shè)計(jì)制作塑料薄膜拉伸專用夾頭。

圖1 原標(biāo)準(zhǔn)中亞鈴型試樣受力圖

圖2 新標(biāo)準(zhǔn)中直條型試樣受力圖

2 設(shè)計(jì)原理

在塑料拉伸的新標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040.3-2006中規(guī)定試樣為直條型，拉伸試驗(yàn)時(shí)應(yīng)對(duì)薄而軟的塑料材料在試樣最薄處才能真實(shí)反映材料性能。理論與實(shí)際差距大是夾持夾具出了問(wèn)題。這是因?yàn)樵嚇雍鼙?，一般?.008 mm，試樣受力標(biāo)準(zhǔn)值在1.0 N左右，最后影響力值只需0.1 N左右。現(xiàn)夾頭面為金屬面，很細(xì)小震蕩就會(huì)產(chǎn)生剪切力，造成試樣在夾頭處被剪斷，導(dǎo)致試驗(yàn)無(wú)效，因此要解決該問(wèn)題必須消除橫向剪┣辛Α＊

出現(xiàn)橫向剪切力有3個(gè)方面原因：一是裝夾試樣時(shí)造成；二是試驗(yàn)拉伸時(shí)，拉力機(jī)抖動(dòng)造成；三是因夾頭與拉力機(jī)是銷孔連接，連接試驗(yàn)時(shí)連接處也會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)。為此筆者在試樣夾持的活動(dòng)夾持面連接上設(shè)置一個(gè)方向調(diào)節(jié)螺桿，用來(lái)調(diào)節(jié)活動(dòng)夾持面從而消除裝夾試樣時(shí)造成的橫向剪切力；在連接處設(shè)置一個(gè)固定螺栓，消除連接間隙的抖動(dòng)；在活動(dòng)夾持面連接上放入應(yīng)力彈簧用來(lái)消除試驗(yàn)拉伸時(shí)拉力機(jī)抖動(dòng)造成的橫向剪切力。并可在與試樣接觸的夾持面上加固定緩沖層（例如貼上皮革）。經(jīng)試驗(yàn)解決了塑料薄膜拉伸時(shí)試樣100%的斷在試驗(yàn)機(jī)夾頭處且力值與標(biāo)準(zhǔn)值相差20%～50%的技術(shù)問(wèn)題。

3 制作與使用

夾頭材料為45#鋼，需熱處理［4］。夾頭包括拉力機(jī)連接件11和夾持件；所述拉力機(jī)連接件11與夾持件的頂部固定連接，所述的拉力機(jī)連接件上設(shè)有固定栓4，調(diào)節(jié)固定栓4可消除夾頭與拉力機(jī)連接帶來(lái)的應(yīng)力。夾持件包括固定夾持面6、活動(dòng)夾持面2、活動(dòng)夾持面3和鎖扣1；活動(dòng)夾持面2固

注：4為固定框；11為拉力機(jī)連接件。

圖3 夾頭上連接部分

注：1為鎖扣；2和3為活動(dòng)夾持面；5為調(diào)節(jié)螺桿；6為固定夾持面；701和702為連接鎖；8為螺栓；9為緩沖層；10為應(yīng)力┑簧。

圖4 夾頭下連接部分

定在活動(dòng)夾持面連接3的凹槽中，活動(dòng)夾持面連接3一端通過(guò)連接鎖701連接固定夾持面6，另一端通過(guò)鎖702連接鎖扣1的尾部。所述鎖扣1的端部放置在固定夾持面6的外側(cè)凹槽中?；顒?dòng)夾持面連接3上設(shè)有方向調(diào)節(jié)螺桿5，方

向調(diào)節(jié)螺桿5在夾持試樣時(shí)用來(lái)調(diào)節(jié)活動(dòng)夾持面2；方向調(diào)節(jié)螺桿5兩側(cè)分別設(shè)有預(yù)留孔，在預(yù)留孔中通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓8固定應(yīng)力彈簧10，固定夾持面6和活動(dòng)夾持面2上均固定有緩沖層9（例如：皮革、人造革等）。

使用時(shí)將拉力機(jī)連接件11與拉力機(jī)連接，將試樣放置在固定夾持面6和活動(dòng)夾持面2之間；通過(guò)鎖扣1將固定夾持面6和活動(dòng)夾持面連接件3夾持固定。從而使得固定夾持面6與放置在活動(dòng)夾持面連接件3凹槽中的活動(dòng)夾持面2加緊試樣，再通過(guò)調(diào)節(jié)方向調(diào)節(jié)螺桿5和應(yīng)力彈簧10分別消除試樣夾持時(shí)橫向剪切力和拉伸中振動(dòng)引起的應(yīng)力，從而可以進(jìn)行塑料薄膜伸長(zhǎng)率及拉伸性能試驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

［1］ 王東晶.我國(guó)膜下滴灌技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013（19）：244-245.

［2］ 張雁，王永明.GB/T1040.3-2006《塑料拉伸性能測(cè)定 第3部分：薄膜和薄片的試驗(yàn)條件》［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

［3］ 輕工部塑料加工應(yīng)用研究所.GB13022-1991《塑料薄膜拉伸性能試驗(yàn)方法》［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1992.

［4］ 陳立勝，宋志安.薄膜拉伸機(jī)構(gòu)關(guān)鍵零部件有限元分析研究［J］.機(jī)械制造與研究，2011，60（6）：35-36，58.

科技論文寫作規(guī)范——數(shù)字

公歷世紀(jì)、年代、年、月、日、時(shí)刻和各種計(jì)數(shù)和計(jì)量，均用阿拉伯?dāng)?shù)字。年份不能簡(jiǎn)寫，

如1990年不能寫成90年，文中避免出現(xiàn)“去年”、“今年”等寫法。小于1的小數(shù)點(diǎn)前的零

不能省略，如0.2456不能寫成.2456。小數(shù)點(diǎn)前或后超過(guò)4位數(shù)（含4位數(shù)），從小數(shù)點(diǎn)向左

右每3位空半格，不用“，”隔開。如18 072.235 71。尾數(shù)多的（5位以上）的數(shù)字和小數(shù)

點(diǎn)后位數(shù)多的小數(shù)，宜采用×10玭（n為正負(fù)整數(shù)）的寫法。數(shù)字應(yīng)正確地寫出有效數(shù)字，任

何一個(gè)數(shù)字，只允許最后一位存在誤差。