一种适用于柔性膜材双向蠕变性能的测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于柔性膜材双向蠕变性能的测试装置，包括张力施加系统及支架（9）；张力施加系统包括钢框架（1）、传力螺杆（2）、移动式夹具（4）、测力计（3）、套筒螺栓（7）、滚轴接头（5）、柔性传力杆（6）、加载筒（8）、可调节式支架（17）；本发明专利技术采用了双向加载方式，可依据实际工程需求，有效模拟柔性膜材实际使用过程中蠕变性能的测试，实现任意应力比例、应力水平的双向张拉荷载下柔性膜材蠕变性能的研究，显著提高测试结果的科学性及适用性，并且通过测力计（3）和引伸计可实时记录和观察张力和位移的变化，荷载稳定性、同步性、以及试验可操作性等方面性能优异。

A testing device for biaxial creep properties of flexible membrane materials

【技术实现步骤摘要】
一种适用于柔性膜材双向蠕变性能的测试装置
本专利技术涉及柔性膜材力学性能的测试
，具体是一种适用于柔性膜材双向蠕变性能的测试装置。
技术介绍
柔性膜材因具有柔韧性、设计灵活及高比强度等优异性能，在国防及民用领域中有广泛的应用，包括防弹衣、装甲板、织物增强头盔等军用领域，以及安全气枕及空间可展开结构（气囊，帆和降落伞等）、张拉及充气膜建筑等民用领域。柔性膜材蠕变性能是指膜材所受应力不变的条件下，应变随着时间的增加而增大的现象。在荷载的长期作用下膜材会产生明显的蠕变变形，严重时会导致材料以及结构破坏，影响结构的整体性能。蠕变应变受应力状态影响显著，目前国内外关于蠕变性能的测试装置较少，且主要集中于单向张力状态的应力情况，而柔性膜材在工程应用中往往处于双向受力的复杂状态。正常工况下膜材的应力状态由应力比例及应力水平共同表征，能够实现任意比例、应力水平双向张拉荷载下柔性膜材蠕变性能的测试装置还未出现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于柔性膜材双向蠕变性能的测试装置，实现任意应力比例、应力水平的双向张拉荷载下柔性膜材蠕变性能的测试，并且荷载稳定性、同步性、以及试验可操作性等方面性能优异，测试结果可靠。本专利技术解决的技术问题所采取的技术方案为：一种适用于柔性膜材双向蠕变性能的测试装置，包括张力施加系统及支架；张力施加系统包括钢框架、传力螺杆、移动式夹具、测力计、套筒螺栓、滚轴接头、柔性传力杆、加载筒、可调节式支架；所述的钢框架为十字形框架，具有足够的强度和刚度，是主要的承力部件，内侧设置U形滑槽，框架四周端部留有孔洞，在钢框架四周伸臂上表面设有刻度尺，所述的传力螺杆为带螺纹的圆形钢棒，设置在钢框架的双向对称轴线上，用于部件连接与传力，传力螺杆上设置有测力计，用于前期加载过程中双向轴力的测量，所述的移动式夹具设置在钢框架四周的伸臂内，通过移动式夹具端部的螺纹接口与传力螺杆连接，移动式夹具上设置了固定膜材试样的固定旋钮，移动式夹具内部设置了PE棒安装槽及可与固定旋钮相接触的压片，压片为带有凹凸面的矩形钢片，通过转动固定旋钮顶进压片实现试样夹持端部的固定，所述的柔性传力杆设置在装置的四周，包括螺纹接头、钢绞线及钢钩，螺纹接头通过套筒螺栓与传力螺杆连接，钢钩设置在钢绞线下方，连接加载筒，用于竖向传力，所述的滚轴接头设置在钢框架四周端部的中轴线上，滚轴接头上设置有滚轮，通过滚轮实现荷载的转向传递，滚轮设置高度满足柔性传力杆水平段的水平传力，所述的可调节式支架设置在支架的中央下方，包括引伸计固定平台和高度调节旋钮，用于引伸计的放置与固定。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：本专利技术采用了双向加载方式，可依据实际工程需求，有效模拟柔性膜材实际使用过程中蠕变性能的测试，实现任意应力比例、应力水平的双向张拉荷载下柔性膜材蠕变性能的研究，显著提高测试结果的科学性及适用性，并且通过测力计和引伸计可实时记录和观察张力和位移的变化，荷载稳定性、同步性、以及试验可操作性等方面性能优异。附图说明图1是本专利技术的三维结构示意图。图2是本专利技术的部分结构二维示意图，示意张力施加系统结构。图3是本专利技术的部分结构三维示意图，示意支架结构。图4是本专利技术的部分结构三维示意图，示意移动式夹具结构。图5是本专利技术的部分结构三维示意图，示意移动式夹具结构。图6是本专利技术的部分结构二维示意图，示意移动式夹具侧视图。图7是本专利技术的部分结构二维示意图，示意移动式夹具结构。图8是本专利技术的部分结构三维示意图，示意柔性传力杆组成结构。图9是本专利技术的部分结构三维示意图，示意钢框架结构。图10是本专利技术的部分结构二维示意图，示意钢框架侧视图。图11是本专利技术的部分结构三维示意图，示意滚轴接头结构。图12是本专利技术的部分结构二维示意图，示意滚轴接头主视图。图13是本专利技术的部分结构二维示意图，示意滚轴接头后视图。图14是本专利技术的部分结构二维示意图，示意滚轴接头侧视图。图15是本专利技术的部分结构三维示意图，示意加载筒结构。图16是本专利技术的部分结构三维示意图，示意可调节式支架结构。图17是本专利技术的十字形试样示意图。图18是本专利技术的矩形试样示意图。图19是试样端部焊接示意图。图中：1.钢框架、2.传力螺杆、3.测力计、4.移动式夹具、5.滚轴接头、6.柔性传力杆、7.套筒螺栓、8.加载筒、9.支架。10.螺纹接口、11.固定旋钮、12.压片、13.接头、14.钢绞线、15.钢钩、16.滚轮、17.可调节式支架、18.引伸计固定平台、19.高度调节旋钮、20.PE棒安装槽、21.上夹片、22.下夹片、23.背板、24.轴承杆、25.加强肋、26空心架。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术进行进一步说明。如附图1-16所示，一种适用于柔性膜材双向蠕变性能的测试装置，包括张力施加系统及支架15；张力施加系统包括钢框架1、传力螺杆2、移动式夹具4、测力计3、套筒螺栓7、滚轴接头5、柔性传力杆6、加载筒8、可调节式支架17；其特征在于：所述的钢框架1为十字形框架，具有足够的强度和刚度，是主要的承力部件，内侧设置U形滑槽，框架四周端部留有孔洞，在钢框架1四周伸臂上表面设有刻度尺，所述的传力螺杆2为带螺纹的圆形钢棒，设置在钢框架1的双向对称轴线上，用于部件连接与传力，传力螺杆上设置有测力计3，用于前期加载过程中双向轴力的测量，所述的移动式夹具4设置在钢框架1四周的伸臂内，通过移动式夹具4端部的螺纹接口10与传力螺杆2连接，移动式夹具4上设置了固定膜材试样的固定旋钮11，移动式夹具4内部设置了PE棒安装槽20及可与固定旋钮11相接触的压片12，压片12为带有凹凸面的矩形钢片，通过转动固定旋钮11顶进压片12实现试样夹持端部的固定，PE棒安装槽20对于试样端部固定有很好加强作用，保证测试过程中试样膜材的稳定性；所述的柔性传力杆6设置在装置的四周，包括螺纹接头13、钢绞线14及钢钩15，螺纹接头13通过套筒螺栓7与传力螺杆2连接，钢钩15设置在钢绞线14下方，连接加载筒8，用于竖向传力，所述的滚轴接头5设置在钢框架1四周端部的中轴线上，滚轴接头5上设置有滚轮16，通过滚轮实现荷载的转向传递，滚轮设置高度满足柔性传力杆6水平段的水平传力，所述的可调节式支架17设置在支架9的中央下方，包括引伸计固定平台18和高度调节旋钮19，用于引伸计的放置与固定。所述引伸计设置在膜材试样的下方，引伸计设置高度通过可调节式支架17按需调节，消除引伸计自重对于测试结果的影响，引伸计用于膜材蠕变过程中单向/双向应变的测量及数据的记录，应变测量方向可根据实际需求将引伸计设置在试样中的合适位置，引伸计的类别和量程按照测试需求选用。具体试验方法如下：第一步，确定试验方案，例如膜材试样的形状与偏轴角度、蠕变时长、双向应力比例及应力水平等变量设置，选择合适形状及尺寸的试样并制作试样，对于双向应力作用下膜材蠕变性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于柔性膜材双向蠕变性能的测试装置，包括张力施加系统及支架（9），其特征在于：张力施加系统包括钢框架（1）、传力螺杆（2）、移动式夹具（4）、测力计（3）、套筒螺栓（7）、滚轴接头（5）、柔性传力杆（6）、加载筒（8）和可调节式支架（17）；/n所述钢框架（1）为十字形框架，固定于中空的四角支架（9）中央上方，钢框架（1）内侧设置U形滑槽，框架四周端部中心处留有孔洞，在钢框架（1）四周伸臂上表面设有刻度尺；所述移动式夹具（4）对称设置在钢框架（1）四周伸臂的U形滑槽内；所述传力螺杆（2）一端与移动式夹具（4）端部的螺纹接口（10）连接，另一端通过套筒螺栓（7）与柔性传力杆（6）连接，传力螺杆（2）对称设置在钢框架（1）的双向轴线上，且两个方向传力螺杆（2）上分别设置一个测力计（3）；所述柔性传力杆（6）下方连接加载筒（8）；所述滚轴接头（5）固定在钢框架（1）四周伸臂端部的正上方，柔性传力杆（6）穿过滚轴接头（5）上的滚轮（16）及钢框架（1）端部孔洞与套筒螺栓（7）连接；所述可调节式支架（17）设置在支架（9）的中央下方。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于柔性膜材双向蠕变性能的测试装置，包括张力施加系统及支架（9），其特征在于：张力施加系统包括钢框架（1）、传力螺杆（2）、移动式夹具（4）、测力计（3）、套筒螺栓（7）、滚轴接头（5）、柔性传力杆（6）、加载筒（8）和可调节式支架（17）；
所述钢框架（1）为十字形框架，固定于中空的四角支架（9）中央上方，钢框架（1）内侧设置U形滑槽，框架四周端部中心处留有孔洞，在钢框架（1）四周伸臂上表面设有刻度尺；所述移动式夹具（4）对称设置在钢框架（1）四周伸臂的U形滑槽内；所述传力螺杆（2）一端与移动式夹具（4）端部的螺纹接口（10）连接，另一端通过套筒螺栓（7）与柔性传力杆（6）连接，传力螺杆（2）对称设置在钢框架（1）的双向轴线上，且两个方向传力螺杆（2）上分别设置一个测力计（3）；所述柔性传力杆（6）下方连接加载筒（8）；所述滚轴接头（5）固定在钢框架（1）四周伸臂端部的正上方，柔性传力杆（6）穿过滚轴接头（5）上的滚轮（16）及钢框架（1）端部孔洞与套筒螺栓（7）连接；所述可调节式支架（17）设置在支架（9）的中央下方。


2.根据权利要求1所述的适用于柔性膜材双向蠕变性能的测试装置，其特征在于：所述柔性传力杆（6）设置在测试装置的四周，包括螺纹接头（13）、钢绞线（14）及钢钩（15），螺纹接头（13）通过套筒螺栓（7）与传力螺杆（2）连接，钢绞线（14）与螺纹接头（13）固定连接，钢钩（15）固定设置在钢绞线（14）下方且连接加载筒（8）。


3.根据权利要求1所述的适用于柔性膜材双向蠕变性能的测试装置，其特征在于：所述传力螺杆（2）为带螺纹的圆柱形钢棒。


4.根据权利要求1所述的适用于柔性膜材双向蠕变性能的测试装置，其特征在于：所述可调节式支架（17）包括引伸计固定平台（18）和高度调节旋钮（19）。


5.根据权利要求1所述的适用于柔性膜材双向蠕变性能的测试装置，其特征在于：所述滚轴接头（5）包...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建稳，吴善祥，关晓宇，夏雨凡，张阳，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32