[發(fā)明專利]薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110107672.9
• 申請日: 2011-04-28
• 公開（公告）號: CN102269671A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳務(wù)軍;施光林;張麗
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;F15B1/02
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種材料力學(xué)及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體涉及一種薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高分子復(fù)合織物薄膜材料輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐化學(xué)、耐久性而在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，如建筑膜結(jié)構(gòu)、航空飛艇、航天降落傘或軟式著陸系統(tǒng)等。織物薄膜一般有基布和涂層構(gòu)成，基布由高分子材料抽絲合成纖維，然后織成布，在建筑領(lǐng)域主要有聚酯纖維、玻璃纖維等，在航空航天領(lǐng)域主要有聚酯纖維、芳綸纖維、尼龍纖維等，涂層主要有聚四氟乙烯、聚偏四氟乙烯，采用涂層或?qū)雍希瑢雍匣蛲繉拥幕走€有其它化學(xué)膠體。因此，織物薄膜材料具有復(fù)雜的力學(xué)行為特征，表現(xiàn)為材料非線性、非彈性、各向異性、粘彈性、雙向性等。目前國內(nèi)關(guān)于膜材的主要力學(xué)參數(shù)、設(shè)計應(yīng)用依據(jù)主要來源于單向試驗，近年有開展膜材雙向力學(xué)行為的試驗、分析研究，并取得了重要進(jìn)展和研究成果。

拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)一般有氣壓、液壓、電機(jī)及對應(yīng)電控和傳感系統(tǒng)。氣壓的缸大、壓力小，需要氣壓源大型空壓機(jī)；電機(jī)與絲杠配合設(shè)計，步進(jìn)電機(jī)可實現(xiàn)較高精度與較大拉力；液壓具有缸小、拉力大、響應(yīng)快、精度高，但無特定針對薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)的液壓電控加載系統(tǒng)，一般通用性結(jié)構(gòu)試驗室液壓電控加載如MTS等十分復(fù)雜、昂貴。

經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，陳務(wù)軍著的“膜結(jié)構(gòu)工程設(shè)計”中國建筑工業(yè)出版社，2005.3.介紹膜材參數(shù)、撕裂試驗方法、充氣囊雙軸測試方法；陳務(wù)軍、付功義著的“膜結(jié)構(gòu)多功能試驗儀”ZL20041006758.7研制了膜結(jié)構(gòu)多功能試驗儀，采用絲杠和聯(lián)桿機(jī)構(gòu)加載，加載比例受限制和精度低；劉文彬、于敬海、吳健生著的“薄膜材料雙軸拉伸試驗”工程力學(xué)，1998，152：138-145研制了充氣雙軸試驗裝置，采用光柵測量測大應(yīng)變，并進(jìn)行了膜材料特性試驗分析；陳魯、李陽、張其林、楊宗林著的“膜結(jié)構(gòu)雙軸拉伸試驗機(jī)的研制與開發(fā)”科學(xué)技術(shù)與工程，2006，61：17-23研制介紹了膜結(jié)構(gòu)雙軸拉伸試驗機(jī)，采用電機(jī)作為動力，連接絲杠、力傳感器、位移傳感器等實現(xiàn)雙向加載與控制；李陽著的“建筑膜材料和膜結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究與應(yīng)用”同濟(jì)大學(xué)博士學(xué)位論文，2007.8研究了雙軸拉伸試驗機(jī)，定制了加載譜和試驗方法；孫偉、何小元、胥明、羅斌著的“數(shù)字圖像相關(guān)方法在膜材拉伸試驗中的應(yīng)用”工程力學(xué)，2007，242：34-39采用了數(shù)字相關(guān)方法進(jìn)行雙軸拉伸試驗的應(yīng)變場測試分析，專用試驗系統(tǒng)，十字型試件肢寬200mm；羅斌著的“張拉膜結(jié)構(gòu)的非線性分析和織物膜材的拉伸試驗研究”東南大學(xué)博士學(xué)位論文，2003.9研究了膜結(jié)構(gòu)的找形、載荷與裁剪非線性分析方法，并進(jìn)行了雙軸拉伸試驗研究；易紅雷、丁辛、陳守輝著的“建筑膜材料雙軸向拉伸彈性常數(shù)的估算方法”工程力學(xué)，2006，2310：180-184研究了膜材單向、雙向拉伸試驗彈性常數(shù)的計算方法；倪靜著的“PVC膜材料的雙軸拉伸試驗研究及其工程應(yīng)用”上海大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.1利用Zwick/Rocell-Z010/TH2A進(jìn)行了多工況雙軸試驗和參數(shù)分析，該試驗機(jī)為兩個單軸試驗機(jī)垂直組合并定制加載譜而成，最大拉力10kN，試件十字臂寬僅60mm。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有簡易雙軸試驗裝置或通用試驗加載系統(tǒng)的不足，提供一種薄膜雙軸拉伸試驗機(jī)電液加載系統(tǒng)，具有拉力大、精度高、控制響應(yīng)快、簡單、專用、可移動、獨立使用，可用于建筑膜材試驗、飛艇蒙皮試驗等薄膜復(fù)合材料雙軸拉伸試驗機(jī)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括：低壓過濾器、液壓泵、電機(jī)、單向閥、壓力傳感器、截止閥、儲能器、電磁卸荷閥、比例溢流閥、節(jié)流閥、電磁換向閥、四個伺服液壓缸、拉壓力傳感器、位移傳感器、機(jī)械夾具、過濾器、冷卻器、電磁水閥、油箱和單向截流閥，其特征在于：四個伺服液壓缸與對應(yīng)的位移傳感器、拉壓力傳感器和機(jī)械夾具依次串聯(lián)，油箱的輸出口依次與低壓過濾器、液壓泵、電機(jī)和單向閥相連并由比例溢流閥旁路供油，電磁卸荷閥依次與冷卻器、過濾器和油箱的輸入口相連實現(xiàn)回油，每個伺服液壓缸的進(jìn)油腔依次與壓力傳感器、截止閥、儲能器、節(jié)流閥和電磁換向閥相連實現(xiàn)供油，每個伺服液壓缸的回油腔通過回油管路回至油箱形成一個循環(huán)油路，單向截流閥設(shè)置于在壓力傳感器前端進(jìn)油管。

所述的四個伺服液壓缸正交布置成四個加載端。

所述的油路有兩個油箱及供油系統(tǒng)形成兩個獨立加載液壓回路。