一种高性能纤维束-综眼间摩擦磨损性能的测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高性能纤维束

【技术实现步骤摘要】
一种高性能纤维束
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综眼间摩擦磨损性能的测试装置及测试方法


[0001]本专利技术专利涉及纤维束摩擦磨损测试，具体涉及一种高性能纤维束
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综眼间摩擦磨损性能的测试装置及测试方法。

技术介绍

[0002]我国国防、航空航天等领域的飞速发展使得纤维增强复合材料已成为未来新材料发展的重要方向。机织物因其组织结构简单，在经纬方向上的稳定性好，成为应用较广泛的一种增强材料。但是，在机织开口运动过程中，经纱会在交变张力作用下与综眼产生反复摩擦，这种摩擦现象往往会导致纤维束磨损严重，伴随毛羽的产生致使开口不清，这不仅影响了生产效率，还可能会降低织物预制体乃至最终复合材料制品的性能。因此对开口运动中纤维束与综眼间摩擦磨损规律的研究具有重要的科学意义和工程实用价值。
[0003]中国专利《一种模拟织造中纤维束/钢筘间摩擦的实验方法》(申请号为CN201910602534.4)公开了一种模拟实际织造中纤维束/钢筘间摩擦的装置和测试方法，该专利技术方法通过摩擦磨损仪的配合使用，可实现纤维束在悬空工况下与筘齿在恒定张力条件下进行往复运动摩擦，并可测得摩擦力和摩擦系数等数值。此外，中国专利《一种模拟纤维束织造过程损伤的装置及其方法与应用》(申请号为CN202110007201.4)公开了一种模拟纤维束在机织过程的不同织造区域中损伤的装置及测试方法，该装置中包含模拟开口过程中纤维束和综眼之间往复摩擦测试模块，该模块仅可实现在恒定张力条件下进行纤维束的耐磨性测试。
[0004]综上，现有的测试技术仅可实现恒张力条件下高性能纤维束与织机运动构件间的摩擦及磨损实验，然而，在Bessette等人(Bessette C，Decrette M，Tourlonias M，et al.In
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situ measurement of tension and contact forces for weaving process monitoring：Application to 3D interlock[J].Composites：Part A，Applied Science&，126(C)：105604
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105604.)的研究中已证实在实际的机织过程中，高性能纤维束与综眼间的往复运动摩擦是在纤维束受到周期性交变张力作用下进行的。因此，为更加准确地测试实际织造工况下高性能纤维束与综眼间的摩擦磨损性能，本专利技术提出一种周期性交变张力条件下高性能纤维束
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综眼间摩擦磨损性能的测试装置及测试方法，可通过设定纤维束与综眼接触力、纤维束张力、往复运动频率、往复摩擦运动距离等变量实现纤维束摩擦磨损性能的测试。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决现有技术的不足，而提供一种高性能纤维束
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综眼间摩擦磨损性能的测试装置及测试方法。
[0006]本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：设计一种高性能纤维束
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综眼间摩擦磨损性能的测试装置，综眼夹具、纤维端下夹具、弹簧端下夹具与显微镜夹具配合评价纤维
束摩擦磨损情况，其中：
[0007]所述综眼夹具包括紧固结构与连接结构。所述紧固结构包括综眼夹具固定柱一与综眼夹具固定柱二；所述连接结构包括综眼夹具与综眼磨头相连通道。
[0008]特别的，所述综眼夹具连接结构与紧固结构连接为一体。
[0009]所述弹簧端下夹具包括支撑结构、紧固结构与连接结构。所述支撑结构包括弹簧端下夹具固定底座；所述紧固结构为弹簧端下夹具限位孔；所述连接结构包括弹簧端下夹具弹簧限位槽、弹簧端下夹具弹簧连接杆与弹簧端下夹具弹簧。
[0010]特别的，所述弹簧端下夹具限位孔为四个，位于弹簧端下夹具固定底座上，弹簧端下夹具限位孔的位置与摩擦磨损仪的固定平台配合。
[0011]特别的，所述弹簧端下夹具弹簧限位槽位于弹簧端下夹具固定底座中心线上，限位槽的长度、宽度与弹簧端下夹具弹簧的规格配合使用。
[0012]特别的，所述弹簧端下夹具弹簧一端通过弹簧连接杆与所述弹簧端下夹具弹簧限位槽连接。
[0013]特别的，所述弹簧端下夹具弹簧为拉伸弹簧，可根据实验需求使用不同规格弹簧。
[0014]所述纤维端下夹具包括支撑结构、紧固结构与连接结构。所述支撑结构包括纤维端下夹具固定底座；所述紧固结构为纤维端下夹具限位槽；所述连接结构包括纤维端下夹具固定螺丝通道与纤维端下夹具固定螺丝。
[0015]特别的，所述纤维端下夹具限位槽为两个，对称分布于纤维端下夹具固定底座上，限位槽的大小与摩擦磨损仪的线性往复模块配合。
[0016]特别的，所述纤维端下夹具固定螺丝通道的内螺纹与固定螺纹啮合。
[0017]特别的，样品纤维束固定在所述纤维端下夹具固定螺丝通道内。
[0018]所述显微镜夹具包括支撑结构与紧固结构。所述支撑结构包括显微镜支架；所述紧固结构为显微镜夹具限位槽。
[0019]特别的，所述显微镜夹具限位槽为两个，对称分布于显微镜支架上，通过固定螺丝连接于摩擦磨损试验机固定平台。
[0020]特别的，所述数码显微镜固定在显微镜支架上，垂直于样品纤维束。
[0021]本专利技术同时提供了一种上述所述测试装置的使用方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
[0022](1)将综眼磨头3胶接所述综眼夹具连接结构固定于综眼夹具，检测综眼磨头是否紧固连接于综眼夹具。
[0023]特别的，可根据实验需要更换不同材质及规格的综眼磨头。
[0024](2)将综眼夹具固定柱一与综眼夹具固定柱二插入UMT
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Tribolab摩擦磨损试验机传感器，并通过位于传感器上的固定螺丝固定。
[0025]所述UMT
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Tribolab摩擦磨损试验机传感器，加载力参数范围为0.23
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20N。
[0026](3)将弹簧端下夹具与纤维端下夹具紧固结构使用螺丝与摩擦磨损试验机往复线性模块上的螺丝孔固定。
[0027](4)取样品纤维束两端分别连接于弹簧端下夹具和纤维端下夹具。将样品纤维束一端穿过弹簧，使用热缩管将样品纤维束固定。将另一端样品纤维束穿过纤维端下夹具固定纤维束通道，悬挂砝码，调节张力，悬停1分钟，通过固定螺丝紧固纤维束。
[0028]所述热缩管外层为辐照交联聚乙烯材质，内层为热熔胶，使用热风枪使其快速收缩以固定样品纤维束。
[0029](5)设定测试参数值。
[0030]所述测试参数值包括预加载力、加载力、摩擦频率、摩擦时间、摩擦动程。
[0031](6)启动程序进行测试，测试结束导出加载阶段摩擦力、摩擦系数、加载力、水平动程、实验仓温度、时间的相互关系曲线。
[0032](7)样品拍摄，拍摄摩擦后的样品纤维束。使用数码显微镜观察摩擦后样品纤维束的表面毛羽。
[0033]本专利技术能够取得以下有益效果：本专利技术提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能纤维束
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综眼间摩擦磨损性能的测试装置，其特征在于，包括综眼夹具、弹簧端下夹具、纤维端下夹具及显微镜夹具；所述综眼夹具包括紧固结构与连接结构；所述紧固结构包括综眼夹具固定柱一1与综眼夹具固定柱二2，所述连接结构包括综眼夹具与综眼磨头3相连通道；综眼磨头3与综眼夹具固定柱2胶接连接为一个整体；所述弹簧端下夹具包括支撑结构、紧固结构与连接结构；所述支撑结构包括弹簧端下夹具固定底座7，所述紧固结构为位于固定底座7上的限位孔8，通过螺丝与摩擦磨损试验机往复线性模块固定，所述连接结构包括弹簧连接杆4、弹簧限位槽6及弹簧5，弹簧5穿过弹簧连接杆4固定在固定底座7上；所述纤维端下夹具包括支撑结构、紧固结构与连接结构；所述支撑结构包括纤维端下夹具固定底座9，所述紧固结构为位于固定底座9上的限位槽11，通过螺丝与摩擦磨损试验机固定平台连接，所述连接结构包括纤维端下夹具固定螺丝通道13与纤维端下夹具固定螺丝10，纤维束通道13垂直于固定螺丝10；所述显微镜夹具包括支撑结构与紧固结构；所述支撑结构为显微镜支架15，所述紧固结构为显微镜支架限位槽16，通过螺丝与摩擦磨损试验机固定平台连接；数码显微镜17固定于显微镜支架15上。2.一种高性能纤维束
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综眼间摩擦磨损性能的测试方法，其特征在于，该测试方法简单高效，可在原有摩擦磨损测试方法的基础上，配合摩擦磨损试验机测量在变张力条件下纤维束与综眼间摩擦性能，实现对纤维束张力、纤维束摩擦长度、纤维束加载力等多变量条件下的测试，可导出预加载阶段及加载阶段摩擦力、摩擦系数、加载力、水平动程、实验仓温度、时间的相互关系曲线，同时对摩擦后纤维束表面形貌进行表征。3.根据权利要求1所述的一种高性能纤维束
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综眼间摩擦磨损性能的测试装置，其特征在于，所述纤维束包括但不仅限于碳纤维、石英纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维、碳化硅纤维等多种高性能纤维。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宁，韩雨桐，侯琦琳，陈利，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：