本发明专利技术公开一种豆荚杆的表面摩擦系数测试装置，包括压扁测试机构和拉力测试机构，所述压扁测试机构包括豆荚杆支撑架、压台、压杆和第一推拉力计，压台设于两所述豆荚杆支撑架之间，压杆设于所述压台的正上方，第一推拉力计连接于所述压杆顶部，用于测定所述压杆将所述处于展开状态的豆荚杆完全压扁时豆荚杆对所述压杆产生的反作用力；所述拉力测试机构包括卷筒、压扁夹具、第二推拉力计，压扁夹具与所述卷筒外围面平行地、可直线移动地连接在所述处于压扁状态的豆荚杆的始端，第二推拉力计连接于所述压扁夹具上，用于测定将所述处于压扁状态的豆荚杆平直地拉出移动时所需要的最小拉力。本发明专利技术所述测试装置结构简单，操作简便，测试结果可靠。
【技术实现步骤摘要】
豆荚杆的表面摩擦系数测试装置及测试方法
本专利技术涉及一种测试装置，具体涉及一种豆荚杆的表面摩擦系数测试装置及测试方法。
技术介绍
复合材料豆荚杆是一种采用碳纤维树脂基复合材料研制而成的可以压平卷曲收拢的薄壁管状杆，其由上下两个近似“Ω”型的薄壳结构黏合而成，横截面呈中空、薄壁、对称的透镜状，在完全展开后的稳定工作状态为透镜形截面，因而也称为透镜式薄壁管状空间伸展臂。复合材料豆荚杆由于具有重量轻、刚度较大、收拢效率高、展开过程可靠等优异性能，在航天器上正得到日益广泛的应用，其为大尺寸航天器可展开支撑结构提供了一种全新的技术解决手段。复合材料豆荚杆结构在工作前以压扁状态卷曲收拢，工作时在展开机构驱动下展开成稳定构型，因而设计良好的展开机构是成功应用这类结构的关键。当前，一类依靠摩擦力作为展开牵引力的展开机构成为了一种较为可行、且具有应用前景的设计方案。然而，在这类展开机构的设计过程中，需要知道提供多大的展开牵引力较为合适，进而需要获取和确定豆荚杆表面摩擦系数这一重要参数。由于豆荚杆为一类新型的截面可变形结构，其力学特性较为复杂，截止目前，还很少见到有关豆荚杆表面摩擦系数测试装置及测试方法的文献资料报道。申请号为201510682700.8的专利文献公开了一种光缆动摩擦系数测试设备及方法，包括上、下两块钢板，两块钢板之间通过支撑杆支撑，两块钢板之间水平放置待测光缆，上钢板顶壁的中央放置有砝码，两块钢板的一侧上方竖直设有一根拉伸牵引杆，拉伸牵引杆下端装有夹持待测光缆的夹具，夹具正下方设有一个定滑轮，待测光缆的一端通过定滑轮连接至所述夹具，且定滑轮与待测光缆水平放置的部分位于同一平面，所述拉伸牵引杆的上端连接至万能试验机。该测试设备所针对的光缆形状是固定的，且它获取到的水平拉力是待测光缆在水平移动距离之间的平均拉力值，测试的是动摩擦系数，由于豆荚杆具有其特殊的结构特性，且豆荚杆的展开机构通常是采用卷筒并依靠摩擦力作为展开牵引力，需要测试的是静摩擦力，因此该测试装置并不适用于豆荚杆的表面摩擦系数测试。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种豆荚杆的表面摩擦系数测试装置，旨在解决现有的摩擦系数测试装置不适用于豆荚杆的表面摩擦系数测试的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种豆荚杆的表面摩擦系数测试装置，包括压扁测试机构和拉力测试机构，所述压扁测试机构包括：豆荚杆支撑架，包括相隔设置的两个，用以使处于展开状态的豆荚杆水平架设于两所述豆荚杆支撑架上；压台，设于两所述豆荚杆支撑架之间，所述压台的最高处与所述处于展开状态的豆荚杆的底边缘刚好接触；压杆，其设于所述压台的正上方；第一推拉力计，其连接于所述压杆顶部，用于测定所述压杆将所述处于展开状态的豆荚杆完全压扁时豆荚杆对所述压杆产生的反作用力；所述拉力测试机构包括：卷筒，其可转动地设于卷筒支撑架上，用以使处于压扁状态的豆荚杆重叠地卷绕在所述卷筒上；压扁夹具，其与所述卷筒外围面平行地、可直线移动地连接在所述处于压扁状态的豆荚杆的始端；第二推拉力计，其连接于所述压扁夹具上，用于测定将所述处于压扁状态的豆荚杆平直地拉出移动时所需要的最小拉力。优选地，所述压杆为T型杆，所述压台上突出形成有能够与所述压杆底端抵触的突出部。优选地，所述压扁测试机构还包括测试机架，所述测试机架包括机架底座、固定于机架底座上的竖向的螺杆、可活动地安装在所述螺杆上的机身、用于控制机身沿所述螺杆上下直线移动的旋转手柄，所述第一推拉力计固定于所述机身上。优选地，所述第一推拉力计上设有数显位移标尺。优选地，所述压扁测试机构还包括压扁测试底座平台，所述压扁测试底座平台为平板状，所述豆荚杆支撑架和所述机架底座固定于所述压扁测试底座平台上，所述压台固定于所述机架底座上。优选地，所述拉力测试机构还包括导向滚轴和压扁滚轴，所述卷筒支撑架上设有顶部支架，所述导向滚轴可旋转地设于所述顶部支架上，且平行设于所述卷筒轴线的正上方，所述压扁滚轴包括由上滚轴和下滚轴构成的至少一对，所述豆荚杆绕经所述导向辊轴上后穿过所述上滚轴和下滚轴之间。优选地，所述拉力测试机构还包括压扁滚轴支架和拉力测试底座平台，所述拉力测试底座平台为平板状，所述压扁滚轴支架和卷筒支撑架固定于所述拉力测试底座平台上。本专利技术还提出一种应用上述任一项所述的豆荚杆的表面摩擦系数测试装置的测试方法，包括如下步骤：S1，提供压扁测试机构及待测的处于展开状态的豆荚杆，所述压扁测试机构包括豆荚杆支撑架、压台、压杆及第一推拉力计；S2，将所述处于展开状态的豆荚杆安装于豆荚杆支撑架上；S3，将固定有压杆的第一推拉力计置于压台上方，并按与豆荚杆垂直的方向使所述压杆逐渐向下按压，当所述豆荚杆被完全压扁时，对此时第一推拉力计的读数进行记录，即获取到处于展开状态的豆荚杆被完全压扁时豆荚杆对压杆产生的反作用力N；S4，提供拉力测试装置，所述拉力测试装置包括卷筒、压扁夹具和第二推拉力计；S5，将所述豆荚杆压扁后使其末端固定在卷筒上，使豆荚杆在卷筒上卷绕数周，并将豆荚杆伸出的始端平直地固定于所述压扁夹具上；S6，将第二推拉力计连接于所述压扁夹具上，并按直线方向对所述第二推拉力计进行拉拽，当所述豆荚杆刚好能够拉动时，对此时第二推拉力计的读数进行记录，即获取到处于压扁状态的豆荚杆被拉出移动时所需要的最小拉力F；S7，根据公式μ＝F/N，及N与F的值，计算得出μ的值，即为豆荚杆的表面摩擦系数。优选地，在步骤S3中，所述第一推拉力计固定于测试机架的机身上，将测试机架靠近所述豆荚杆放置，并使测试机架的螺杆与豆荚杆垂直，通过转动测试机架上的旋转手柄，即可实现使压杆沿与豆荚杆垂直方向下压所述豆荚杆。优选地，在步骤S3中，所述测试机架的机身上还固定有数显位移标尺，当所述压杆按施力方向与所述豆荚杆垂直地刚好接触到所述豆荚杆上边缘时，将所述数显位移标尺的读数清零，再继续转动旋转手柄，使豆荚杆逐步被压扁，在此过程中，旋转手柄每转动相同的圈数，同时记录一次数显位移标尺和第一推拉力计的读数，直至豆荚杆被完全压扁，即能获得压扁过程中豆荚杆给压杆施加的反作用力与压杆位移之间的关系曲线。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果：一，现在获取豆荚杆的表面摩擦系数比较困难，操作也复杂，本专利技术根据豆荚杆的结构特点，针对豆荚杆展开时的状态设计压扁测试机构，能够测得豆荚杆被完全压扁时所受到的正向压力，根据豆荚杆压扁时的状态设计拉力测试机构，能够测得豆荚杆设于卷筒上被拉动所需的最小拉力，再通过表面摩擦系数的计算公式计算出豆荚杆的表面摩擦系数，操作简单。二，本专利技术中压扁测试机构和拉力测试机构结构简单，还能使用同一推拉力计，设计的测试装置成本较低，测试过程简捷方便，测试结果具有较强的可信度。三，本专利技术在获取复合材料豆荚杆表面摩擦系数的同时，还可获得复合材料豆荚杆在压扁过程中反作用力与位移之间的关系曲线，这些有助于更好地了解和掌握这类复合材料豆荚杆的力学特性，从而为一类依靠摩擦力作为展开牵引力的豆荚杆展开机构的设计提供了重要设计依据和关键参数支持。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种豆荚杆的表面摩擦系数测试装置，其特征在于，包括压扁测试机构和拉力测试机构，所述压扁测试机构包括：豆荚杆支撑架，包括相隔设置的两个，用以使处于展开状态的豆荚杆水平架设于两所述豆荚杆支撑架上；压台，设于两所述豆荚杆支撑架之间，所述压台的最高处与所述处于展开状态的豆荚杆的底边缘刚好接触；压杆，其设于所述压台的正上方；第一推拉力计，其连接于所述压杆顶部，用于测定所述压杆将所述处于展开状态的豆荚杆完全压扁时豆荚杆对所述压杆产生的反作用力；所述拉力测试机构包括：卷筒，其可转动地设于卷筒支撑架上，用以使处于压扁状态的豆荚杆重叠地卷绕在所述卷筒上；压扁夹具，其与所述卷筒外围面平行地、可直线移动地连接在所述处于压扁状态的豆荚杆的始端；第二推拉力计，其连接于所述压扁夹具上，用于测定将所述处于压扁状态的豆荚杆平直地拉出移动时所需要的最小拉力。
【技术特征摘要】
1.一种豆荚杆的表面摩擦系数测试装置，其特征在于，包括压扁测试机构和拉力测试机构，所述压扁测试机构包括：豆荚杆支撑架，包括相隔设置的两个，用以使处于展开状态的豆荚杆水平架设于两所述豆荚杆支撑架上；压台，设于两所述豆荚杆支撑架之间，所述压台的最高处与所述处于展开状态的豆荚杆的底边缘刚好接触；压杆，其设于所述压台的正上方；第一推拉力计，其连接于所述压杆顶部，用于测定所述压杆将所述处于展开状态的豆荚杆完全压扁时豆荚杆对所述压杆产生的反作用力；所述拉力测试机构包括：卷筒，其可转动地设于卷筒支撑架上，用以使处于压扁状态的豆荚杆重叠地卷绕在所述卷筒上；压扁夹具，其与所述卷筒外围面平行地、可直线移动地连接在所述处于压扁状态的豆荚杆的始端；第二推拉力计，其连接于所述压扁夹具上，用于测定将所述处于压扁状态的豆荚杆平直地拉出移动时所需要的最小拉力。2.如权利要求1所述的豆荚杆的表面摩擦系数测试装置，其特征在于，所述压杆为T型杆，所述压台上突出形成有能够与所述压杆底端抵触的突出部。3.如权利要求2所述的豆荚杆的表面摩擦系数测试装置，其特征在于，所述压扁测试机构还包括测试机架，所述测试机架包括机架底座、固定于机架底座上的竖向的螺杆、可活动地安装在所述螺杆上的机身、用于控制机身沿所述螺杆上下直线移动的旋转手柄，所述第一推拉力计固定于所述机身上。4.如权利要求3所述的豆荚杆的表面摩擦系数测试装置，其特征在于，所述第一推拉力计上设有数显位移标尺。5.如权利要求3或4所述的豆荚杆的表面摩擦系数测试装置，其特征在于，所述压扁测试机构还包括压扁测试底座平台，所述压扁测试底座平台为平板状，所述豆荚杆支撑架和所述机架底座固定于所述压扁测试底座平台上，所述压台固定于所述机架底座上。6.如权利要求1所述的豆荚杆的表面摩擦系数测试装置，其特征在于，所述拉力测试机构还包括导向滚轴和压扁滚轴，所述卷筒支撑架上设有顶部支架，所述导向滚轴可旋转地设于所述顶部支架上，且平行设于所述卷筒轴线的正上方，所述压扁滚轴包括由上滚轴和下滚轴构成的至少一对，所述豆荚杆绕经所述导向辊轴上后穿过所述上滚轴和下滚轴之间。7.如权利要求6所述的豆荚杆的表面摩擦系数测试装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘望，李东旭，王杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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