本发明专利技术公开了一种片状柔性材料双向弯曲特性的测量设备及测量方法。所述设备包括用于安装各零部件的支架模块、用于夹持并带动试样进行弯曲运动的试样牵引模块、用于测试试样弯曲过程中其下降位移及厚度变化的位移测试模块、用于判断位移测试零点的压力测试模块、用于测试试样弯曲力矩变化的弯曲力矩测试模块、用于传动控制及信号采集的测控模块和用于数据分析、图形显示及指标运算的计分析处理模块。本发明专利技术通过使用L形布样和经纬向各一套杠杆测试装置实现一次测试就能同时得到试样经纬双向的两组测试数据，可大大降低试验人员的劳动强度，提高测试精度和测试效率。此外，本发明专利技术可测量多种片状柔性材料的弯曲特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料特性测量
，更具体地说，涉及一种。
技术介绍
随着时代发展与科技进步，人们对于衣、食、住、行等生活质量的追求越来越高，其中服用纺织品对人们每天的生活都会产生息息相关的影响。而服用纺织品的使用性能在很大程度上取决于它的弯曲特征，如服装造型自然和穿着得体，不起拱，无褶皱等。除了服用纺织品之外，一些经常折叠的户外运动纺织品，如帐篷、睡袋等，产业纺织品如各种铝箔金属膜、塑料薄膜、传送带等，家用及医用物品如纸巾、绷带等，它们的弯曲性能对于人们生活质量的影响也是至关重要。对于纺织品而言，其弯曲性能常见的测试方法与仪器主要有=Peirce (1930年)的基于悬梁臂力学模型的斜面法，日本KEF-FB织物风格仪，澳大利亚FAST织物风格仪，美国PhabrOmeter织物风格仪以及国产YG821织物风格仪。ISO及国标对于纺织品弯曲性能的测试方法主要有斜面法(ISO 9073-7:1995, GB/T 18318-2001 )、心形法(GB/T18318.2-2009)、格莱法(GB/T 18318.3-2009)、悬臂法(GB/T18318.4-2009)以及纯弯曲法(GB/T 18318.5-2009)。其中斜面法为国内外常用测定织物抗弯刚度的测试方法，该方法需要测定和计算试样单位面积质量，并以肉眼读取弯曲长度，故存在较大测试误差。心形法适用于测试较柔软的织物，而格莱法和悬臂法适用于比较硬挺的织物，故存在一定的测试局限性。为了改进以上这些测试方法和提高测试精度，部分专利技术对此做了不少努力。如专利CN201476737U，织物弯曲长度测试仪，在基于斜面法测试原理基础上作了改进；专利CN1963458A，一种织物刚柔性测试仪，利用机器视觉与图像处理的方法对心形法的测试方法作了改进；专利CN101936856A，一种织物弯曲硬挺度的测试装置及方法，对悬臂法作了一定的改进。然而，根据现有报道的一些测试方法发现，所有这些测试方法的每一次测试只适用于对织物单一方向的弯曲性能进行评估，而且传统的斜面法不能反映织物在弯曲过程中的动态变化过程。本专利技术在借鉴纯弯曲法(GB/T 18318.5-2009)和日本KEF-FB织物风格仪并结合斜面法(ISO 9073-7:1995)测试原理的基础上，通过使用L形布样和经纬向各一套杠杆测试装置实现一次测试就能同时得到试样经纬双向的两组测试数据；而且也通过使用拓展性的十字形布样和经纬向各两套杠杆测试装置实现通过一次测试便可得到经纬双向四组测试数据，这将大大降低试验人员的劳动强度，提高测试精度和测试效率。此外，本专利技术进一步拓展测试范围，同样适用于测试除纺织品之外如无纺布、塑料薄膜等其他的一些片状柔性材料的弯曲特性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种片状柔性材料双向弯曲特性的测量设备，包括用于安装各零部件的底座和立柱，所述立柱装于所述底座上，还包括水平安装的上夹持面板和下夹持面板、用于驱动上夹持面板进行垂直运动的步进电机、位移传感器、压力测试模块、弯曲力矩测试模块、信号采集模块和用于数据分析、图形显示及指标计算的分析处理模块；所述上夹持面板和步进电机安装于所述立柱上，所述位移传感器安装于所述上夹持面板和下夹持面板侧边，所述压力测试模块安装于所述底座上且支撑所述下夹持面板，所述弯曲力矩测试模块靠近所述下夹持面板的侧边，所述信号采集模块的输入端分别接各传感器的输出端，所述信号采集模块输出端接所述分析处理模块输入端。在本专利技术所述的片状柔性材料双向弯曲特性的测量设备中，还包括安装于所述立柱的丝杆、传动杆和两个限位开关；所述步进电机通过与其相连的丝杆和传动杆控制所述上夹持面板做上下匀速运动，所述两个限位开关分别限定所述上夹持面板的上下限位置。在本专利技术所述的片状柔性材料双向弯曲特性的测量设备中，所述位移传感器为高精度激光位移传感器。在本专利技术所述的片状柔性材料双向弯曲特性的测量设备中，所述压力测试模块包括三个压力传感器和弹簧，所述压力传感器上表面处于同一平面内，所述弹簧上端支撑所述下夹持面板，下端接所述压力传感器，并将所述下夹持面板所受压力传递到所述压力传感器上。在本专利技术所述的片状柔性材料双向弯曲特性的测量设备中，所述弯曲力矩测试模块包括经纬两个方向各自一套杠杆传动装置和贴有桥式应变片的单臂悬梁，所述杠杆传动装置包括相互连接的主动受力杆和被动受力杆，所述单臂悬梁与所述被动受力杆紧密相连，所述杠杆传动装置由安装于所述底座上的支承架托住以保证所述主动受力杆与处于自然平衡状态时的所述下夹持面板处于同一平面。本专利技术还提供上述设备测量片状柔性材料双向弯曲特性的方法，包括以下步骤:S1、打开并调整所述片状柔性材料双向弯曲特性的测量设备，使其进入测量准备状态；S2、对片状柔性材料试样进行测量，并通过所述分析处理模块根据所述测控模块采集的传感器数据实时绘制材料弯曲力矩随弯曲弧度变化的曲线；S3、根据所得到的曲线，计算出片状柔性材料试样各个双向弯曲特性指标。在本专利技术所述的片状柔性材料双向弯曲特性测量方法中，在所述步骤SI中，使放置试样的工作平台与经纬向主动受力杆以及下夹持面板处于同一水平位置，同时设置传感器校准参数，步进电机运行速度，试验下压位移，步进电机停留时间、上下夹持面板之间的最大压强值。在本专利技术所述的片状柔性材料双向弯曲特性测量方法中，在所述步骤S2中，将试样平铺在下夹持面板并紧贴于经纬双向杠杆传动装置的主动受力杆上，上夹持面板以一设定速度匀速下降；当上夹持面板逐渐靠近并轻触置于下夹持面板的试样时，安装于底座的压力传感器感知力学变化信号，此时记录的试样原始厚度值以及上夹持面板的位移值作为系统试样厚度及位移零点值；然后上夹持面板带动下夹持面板夹住试样一起向下运动，同时促使试样绕着所述经纬双向杠杆传动装置的主动受力杆作弯曲运动；当下夹持面板达到设定最大行程或者底座上的压力传感器达到设定最大压力值时，所述电机停止一段时间，然后带动上夹持面板上升至所述上限位置，在所述上夹持面板与试样接触的下降与上升的运动过程中，对试样厚度、所受压力、上夹持面板位移和材料弯曲力矩进行采集。在本专利技术所述的片状柔性材料双向弯曲特性测量方法中，预设所述步进电机的运行线速度为lmm/s,可选范围为0-10mm/s,预设所述上夹持面板的下降最大位移为50mm,可选范围为0-60mm，预设所述上下夹持面板之间的最大压强为70gf/cm2，可选范围为50-200gf/cm2，所述上夹持面板运行至预设最大位移或上下夹持面板之间的压强达到最大设定值后的电机停机时间预设至10s，可选范围为0-600S。本专利技术通过使用L形布样和经纬向各一套杠杆测试装置实现一次测试就能同时得到试样经纬双向的两组测试数据；而且也通过使用拓展性的十字形布样和经纬向各两套杠杆测试装置实现通过一次测试便可得到经纬双向四组测试数据，这将大大降低试验人员的劳动强度，提高测试精度和测试效率。此外，本专利技术进一步拓展测试范围，同样适用于测试除纺织品之外如无纺布、塑料薄膜等其他的一些片状柔性材料的弯曲特性。【附图说明】下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中:图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种片状柔性材料双向弯曲特性的测量设备，其特征在于，包括用于安装各零部件的底座（1）和立柱（2），所述立柱（2）装于所述底座（1）上，还包括水平安装的上夹持面板（3）和下夹持面板（4）、用于驱动上夹持面板（3）进行垂直运动的步进电机(10)、位移传感器（5）、压力测试模块、弯曲力矩测试模块、信号采集模块和用于数据分析、图形显示及指标计算的分析处理模块；所述上夹持面板（3）和步进电机(10)安装于所述立柱（2）上，所述位移传感器（5）安装于所述上夹持面板（3）和下夹持面板（4）侧边，所述压力测试模块安装于所述底座（1）上且支撑所述下夹持面板（4），所述弯曲力矩测试模块靠近所述下夹持面板（4）的侧边，所述信号采集模块的输入端分别接各传感器的输出端，所述信号采集模块输出端接所述分析处理模块输入端。
【技术特征摘要】
1.ー种片状柔性材料双向弯曲特性的測量设备，其特征在于，包括用于安装各零部件的底座(1)和立柱(2)，所述立柱(2)装于所述底座(1)上，还包括水平安装的上夹持面板(3)和下夹持面板(4)、用于驱动上夹持面板(3)进行垂直运动的步进电机(10)、位移传感器(5)、压カ测试模块、弯曲カ矩测试模块、信号采集模块和用于数据分析、图形显示及指标计算的分析处理模块；所述上夹持面板(3)和步进电机(10)安装于所述立柱(2)上，所述位移传感器(5 )安装于所述上夹持面板(3 )和下夹持面板(4 )侧边，所述压カ测试模块安装于所述底座(1)上且支撑所述下夹持面板(4)，所述弯曲力矩测试模块靠近所述下夹持面板(4)的侧边，所述信号采集模块的输入端分别接各传感器的输出端，所述信号采集模块输出端接所述分析处理模块输入端。2. 根据权利要求1所述的片状柔性材料双向弯曲特性的測量设备，其特征在于，所述设备还包括安装于所述立柱(2)的丝杆、传动杆和两个限位开关；所述步进电机(10)通过与其相连的丝杆和传动杆控制所述上夹持面板(3)做上下匀速运动，所述两个限位开关分别限定所述上夹持面板(3)的上下限位置。3.根据权利要求1所述的片状柔性材料双向弯曲特性的測量设备，其特征在于，所述位移传感器(5)为高精度激光位移传感器。4.根据权利要求1所述的片状柔性材料双向弯曲特性的測量设备，其特征在于，所述压カ测试模块包括三个压カ传感器(9)和弹簧(8)，所述压カ传感器(9)上表面处于同一平面内，所述弹簧(8 )上端支撑所述下夹持面板(4 )，下端接所述压カ传感器(9 )，并将所述下夹持面板(4)所受压カ传递到所述压カ传感器(9)上。5.据权利要求1所述的片状柔性材料双向弯曲特性的測量设备，其特征在于，所述弯曲カ矩测试模块包括经纬两个方向各自ー套杠杆传动装置(6)和贴有桥式应变片(71)的单臂悬梁(7)，所述杠杆传动装置(6)包括相互连接的主动受カ杆(61)和被动受カ杆(62)，所述单臂悬梁(7)与所述被动受カ杆(62)紧密相连，所述杠杆传动装置(6)由安装于所述底座(1)上的支承架托住以保证所述主动受カ杆(61)与处于自然平衡状态时的所述下夹持面板(4)处于同一平面。6.ー种使用权利要求1所述片状柔性材料双向弯曲特性...
【专利技术属性】
技术研发人员：李翼，胡军岩，吴新星，廖骁，李全海，
申请(专利权)人：香港纺织及成衣研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。