本发明专利技术提供了一种具有弯曲曲率的材料的压缩性能测量装置及方法，所述的具有弯曲曲率的材料的压缩性能测量装置包括上梁，其特征在于，所述的上梁上固定有位移驱动机构，位移驱动机构连接力测量机构，力测量机构下方设有托针。本发明专利技术首先提出了具有弯曲曲率形态的织物或纱线的压缩性能测量方法，尤其是实现了可变弯曲曲率形态的织物或纱线试样的压缩性能的测量，结构简便、测量精度高和快速化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纺织精密计量仪器
，涉及柱状物(纱线和绳类)和片状物(织物、膜及其复合材料)在具有弯曲曲率形态下的压缩性能的测量装置，可适用于不同曲率形态下的纱线厚度、纱线蓬松性能和织物手感等的研究。
技术介绍
纱线与织物的加工过程中往往与机械配件产生力学交互作用，如细纱工序中的圆柱形罗拉与纱线的交互，机织中纱线与圆柱形送经轴、以及织物的缠绕等。此类纺织加工过程中，由于纱线与织物所受外力之一即为压缩性能，该性能决定着成品的结构与性能，如构成织物的纱线因发生变形截面形态发生变化，既影响织物的紧度和表面形态，又决定着织物的覆盖性、透气性、悬垂性、光泽及其蓬松度和丰满都等基本风格手感的主要性能。因此，为了满足纺织品的舒适性需求，必须定量化表征纱线和织物与圆柱形纺织机械配件间的压缩性能，来生产加工最终纺织品。而现有的纱线厚度测量仪器采用的是显微镜观察法，通过摄取图像和标定尺的对比获得纱线的直径，未见纱线径向压缩性能的专门化测量报道，有的仅仅是借助织物的压缩仪进行测量，但现有的织物和纱线压缩仪所实施的测量方法均是平面放置的织物和纱线的压缩性能测量，非具有弯曲曲率的纱线或织物的压缩性能测量。因此，织物和纱线平面放置条件下的压缩性能测量与具有弯曲曲率形态条件下的压缩性能测量存在差异，未能有效表征和指导实际纺织加工过程中对织物和纱线作用的纺织机械配件的结构参数设计和工艺参数优化。有授权的专利技术专利(于伟东杜赵群杨萍王锦成，一种织物和纱线力学指标的组合测量装置及用途，ZL200410053597.2)尝试分析一定弯曲曲率形态下的纱线和织物的压缩性能，其压缩测量机构如图3所示，采用双级触块支架33和可滑动的弹簧滑块34构成，双级触块支架33两边固定块的接触面与弹簧滑块34底面常态在同一水平，由固装在上梁I上的步进电机21通过蜗杆22和蜗轮23转动转动螺杆24驱动握持板25带动双级触块支架32及弹簧滑块33下移，弹簧滑块碰触试样时，产生压力作用于托针4，并回缩；双级触块支架33继续下移，两边固定块碰触托针4时，又有一作用力，由此给出织物的厚度或纱线的直径，该方法仅仅给出织物的厚度，且未能获得实时压缩曲线，其原理测试的是织物或纱线拉伸条件下的厚度测量，或是平行放置于托针上厚度测量，与弯曲作用下的厚度测量不同，且未能实现实时的压缩力-位移曲线测量，导致对织物和纱线试样的压缩机理分析和明晰其与结构的关系困难。而本专利技术正式弥补该不足，通过采用高精度力传感器31直接感应压缩力，实时显示压缩测量过程及相应压缩性能特征曲线，并且测量精度高，获得的压缩特征参数多，能更全面表征纱线和织物的压缩性能。因此，实用和理论研究中都有必要研究和开发可分析纱线和织物与圆柱形纺织机械配件间的压缩性能的测量装置，能精确地获取纱线和织物的压缩性能特征曲线与客观地分析纱线和织物地压缩性能，对评定纱线的可织造性能、织物压缩性能预测及其评价织物风格有着极其深远的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种包覆或缠绕于圆柱体上的织物或纱线的压缩性能测量装置及方法，其适用于测量不同半径或变曲率的圆柱体与纱线和织物的压缩性能，可对柱状物(纱线和绳类)和片状物(织物、膜及其复合材料)压缩性能进行测量。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种具有弯曲曲率的材料的压缩性能测量装置，包括上梁，其特征在于，所述的上梁上固定有位移驱动机构，位移驱动机构连接力测量机构，力测量机构下方设有托针。优选地，所述的位移驱动机构包括步进电机、蜗杆、蜗轮、转动螺杆和握持板，步进电机和转动螺杆固装于上梁上，步进电机连接蜗杆，涡轮耦合固定于蜗杆上，涡轮连接转动螺杆，握持板套接在转动螺杆上，所述的力测量机构包括高精度力传感器和触头，高精度力传感器的上端固接握持板，高精度力传感器的下端固接触头，步进电机可通过蜗杆和涡轮驱动转动螺杆，进而驱动握持板及高精度力传感器和触头同步垂直移动。更优选地，所述的高精度力传感器连接数据采集卡，数据采集卡经由A/D接口连接计算机，所述的步进电机连接驱动控制电路，驱动控制电路连接电压/频率变频器，电压/频率变频器经由D/A接口连接计算机。更优选地，所述的触头为用于织物的压缩性能测量的宽触头或用于纱线压缩性能测量的窄触头，宽触头和窄触头皆采用长方体结构，宽触头长度范围为Imm-1OOmm ;所述的窄触头长度范围为Imm-lOmm，窄触头的长度大于纱线横向最大投影长度。优选地,所述的托针为圆柱形体,其曲率半径范围为Imm-lOOmm。优选地，所述的托针固定于上梁上。优选地，所述的宽触头的宽度或窄触头的宽度为托针直径。优选地，所述的高精度力传感器的力值测量范围O?200g，精度为0.01%。优选地,所述的力测量机构的位移范围为O?80mm,速度范围为I?IOmm / min可调。优选地，所述的材料为纱线、织物、膜及其复合材料。本专利技术还提供了上述的具有弯曲曲率的材料的压缩性能测量方法，其特征在于，采用上述的具有弯曲曲率的材料的压缩性能测量装置，具体步骤包括:第一步:将织物或纱线试样沿长度方向对称地放于具有设定曲率半径的托针上；设置触头的初始位置，由步进电机驱动触头至初始位置，并获取触头底面距托针最高点的垂直距离，即初始距离；第二步:步进电机驱动触头垂直下移压缩试样，高精度力传感器实时获取试样的压缩力，通过触头和托针的初始距离与触头下移的速度和下移时间计算获得试样的厚度，从而获得压缩力-厚度特征曲线，高精度力传感器感应受力至设定力值后，停止压缩，并驱动触头返回至初始位置。优选地，所述第二步还包括，步进电机驱动触头继续对试样进行一定次数的循环压缩，获取试样的压缩力-厚度特征曲线。优选地，所述第一步中，在将织物或纱线试样沿长度方向对称地放于具有设定曲率半径的托针上后，在试样两端夹持预加张力夹。本专利技术的压缩性能测量是指按设定的模式压缩试样至某一特定负荷，获取负荷-位移特征曲线和负荷-厚度曲线，并提取试样的压缩功、压缩回复功、压缩功回复率、压缩曲线的线性度。本专利技术的测量原理是通过力测量机构构造不同弯曲曲率的纱线或织物试样，通过位移驱动机构驱动力测量机构压缩设定弯曲曲率的织物或纱线试样，测量织物或纱线试样在弯曲作用下的压缩性能。本专利技术在于解决具有弯曲曲率的织物或纱线的压缩形态，明晰与实际纺织加工过程中织物或纱线与圆柱体的纺织机械配件间的力学交互作用行为，提供适用于变弯曲曲率条件下的纱线和织物的压缩性能测量的装置和方法，且专利技术装置的结构简便、测量精度高和快速化。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下:a.本专利技术首先提出了具有弯曲曲率形态的织物或纱线的压缩性能测量方法，尤其是实现了可变弯曲曲率形态的织物或纱线试样的压缩性能的测量。b.本专利技术通过高精度力传感器实现实时感应压缩力，实现试样动态压缩条件下的压缩性能的表征。c.整个测量自动化、实时化和高精度，且仪器机构简单、结构精巧、操作简便。d.可广泛用于柱状物(纱线及绳类)和片状物(织物、膜及其复合材料)的压缩性能分析。【附图说明】图1具有弯曲曲率的纱线与织物的压缩性能测量触头机构主视图；图2具有弯曲曲率的纱线与织物的压缩性能测量触头机构侧视图；图3双击触块压缩测量装置示意图；图4具有弯曲曲率的纱线与织物的压缩性能测量触头机构的数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有弯曲曲率的材料的压缩性能测量装置，包括上梁(1)，其特征在于，所述的上梁(1)上固定有位移驱动机构(2)，位移驱动机构(2)连接力测量机构(3)，力测量机构(3)下方设有托针(4)。
【技术特征摘要】
1.一种具有弯曲曲率的材料的压缩性能测量装置，包括上梁(I)，其特征在于，所述的上梁(I)上固定有位移驱动机构(2)，位移驱动机构(2)连接力测量机构(3)，力测量机构(3)下方设有托针(4)。2.如权利要求1所述的具有弯曲曲率的材料的压缩性能测量装置，其特征在于，所述的位移驱动机构包括步进电机(21)、蜗杆(22)、蜗轮(23)、转动螺杆(24)和握持板(25)，步进电机(21)和转动螺杆(24)固装于上梁(I)上，步进电机(21)连接蜗杆(22)，涡轮(23)耦合固定于蜗杆(22)上，涡轮(23)连接转动螺杆(24)，握持板(25)套接在转动螺杆(24)上，所述的力测量机构(3)包括高精度力传感器(31)和触头(32)，高精度力传感器(31)的上端固接握持板(25)，高精度力传感器(31)的下端固接触头(32)，步进电机(21)可通过蜗杆(23)和涡轮(22)驱动转动螺杆(24)，进而驱动握持板(25)及高精度力传感器(31)和触头(32)同步垂直移动。3.如权利要求2所述的具有弯曲曲率的材料的压缩性能测量装置，其特征在于，所述的高精度力传感器(31)连接数据采集卡，数据采集卡经由A / D接口连接计算机，所述的步进电机(21)连接驱动控制电路，驱动控制电路连接电压/频率变频器，电压/频率变频器经由D / A接口连接计算机。4.如权利要求2所述的具有弯曲曲率的材料的压缩性能测量装置，其特征在于，所述的触头为用于织物的压缩性能测量的宽触头或用于纱线压缩性能测量的窄触头，宽触头和窄触头皆采用长方体结构，宽触头长度范围为Imm-1OOmm ;所述的窄触头长度范围为Imm-1Omm,窄触头的长度大于纱线横向...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜赵群，孙草，孙丰鑫，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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