[發明專利]一種用于粘彈性材料彎曲疲勞試驗的試驗控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201110230591.8
• 申請日: 2011-08-12
• 公開（公告）號: CN102359908A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 虞將苗;張肖寧
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種用于粘彈性材料彎曲疲勞試驗的試驗控制系統，包括測試件（11）、計算機控制系統（1）和連接于測試件（11）與計算機控制系統（1）之間的夾緊控制裝置，其特征在于：還包括用于調整夾緊控制裝置對測試件夾持力大小的調整裝置，所述調整裝置連接在夾緊控制裝置與計算機控制系統之間。

2.根據權利要求1所述的用于粘彈性材料彎曲疲勞試驗的試驗控制系統，其特征在于：所述夾緊控制裝置包括步進電機（3）、升降螺桿（4）、測試件夾頭（5）、位移傳感器（6）、位移傳感器支架（7）、傳力框架（8）、力傳感器（9）、動力系統（10）；調整裝置為設有調節開關（12）的步進電機調節模塊（2）；升降螺桿（4）連接在步進電機（3）和測試件夾頭（5）之間，步進電機（3）與步進電機調節模塊（2）相連，測試件夾頭（5）夾住測試件（11），傳力框架（8）下端與測試件夾頭（5）連接，上端與力傳感器（9）相連，力傳感器（9）與動力系統（10）相連；位移傳感器（6）固定在位移傳感器支架（7）上，位移傳感器支架（7）的端部與測試件（11）表面接觸，步進電機調節模塊（2）、位移傳感器（6）、力傳感器（9）和動力系統（10）均與計算機控制系統（1）相連。

3.根據權利要求2所述的用于粘彈性材料彎曲疲勞試驗的試驗控制系統，其特征在于：所述測試件夾頭（5）設置有多個，傳力框架（8）下端與兩個試件夾頭（5）鉸接。

4.根據權利要求2所述的用于粘彈性材料彎曲疲勞試驗的試驗控制系統，其特征在于：所述調節開關（12）采用接觸式調節開關。

5.一種根據權利要求1所述的用于粘彈性材料彎曲疲勞試驗的試驗控制系統的控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：夾緊控制裝置夾住測試件；

步驟2：通過計算機控制系統，以極小的彎曲應變啟動彎曲疲勞試驗，在加載初期確定測試件材料的初始勁度模量值，此時以盡量小的試件初期損傷下得到初始勁度模量值為準；

步驟3：由計算機控制系統將初始勁度模量值按比例轉化為電信號，輸入調整裝置，從而調整夾緊控制裝置夾持測試件的夾持力；

步驟4：在設定的疲勞試驗加載模式下，計算機控制系統按一定間隔采集衰減了的勁度模量值，作為反饋信號輸入調整裝置對夾緊控制裝置夾持測試件的夾持力進行調整；

步驟5：由計算機控制系統動態監測測試件的性能狀態，在達到設定的破壞標準后，停止疲勞試驗，輸入反向電信號，將夾緊控制裝置回位至初始狀態。

6.根據權利要求5所述的用于粘彈性材料彎曲疲勞試驗的試驗控制系統的控制方法，其特征在于：所述夾緊控制裝置包括步進電機（3）、升降螺桿（4）、測試件夾頭（5）、位移傳感器（6）、位移傳感器支架（7）、傳力框架（8）、力傳感器（9）、動力系統（10）；調整裝置為設有調節開關（12）的步進電機調節模塊（2）；升降螺桿（4）連接在步進電機（3）和測試件夾頭（5）之間，步進電機（3）與步進電機調節模塊（2）相連，測試件夾頭（5）夾住測試件（11），傳力框架（8）下端與測試件夾頭（5）連接，上端與力傳感器（9）相連，力傳感器（9）與動力系統（10）相連；位移傳感器（6）固定在位移傳感器支架（7）上，位移傳感器支架（7）的端部與測試件（11）表面接觸，步進電機調節模塊（2）、位移傳感器（6）、力傳感器（9）和動力系統（10）均與計算機控制系統（1）相連；所述步驟1為：將測試件（11）放入測試件夾頭（5）中，打開調節開關（12）控制步進電機（3）以小于25N的接觸力夾持住測試件（11）。

7.根據權利要求6所述的用于粘彈性材料彎曲疲勞試驗的試驗控制系統的控制方法，其特征在于：所述步驟2為：計算機控制系統（1）根據設定的程序控制動力系統（10）帶動傳力框架（8）和測試件夾頭（5）對測試件（11）進行彎曲動作，同時，控制步進電機調節模塊（2）逐步增加步進電機電流，使得測試件夾頭（5）夾持力以小于50個微應變彎動測試件（11），由位移傳感器（6）和力傳感器（9）分別測得測試件（11）的變形和受力，反饋至計算機控制系統（1）計算得到測試件（11）的初始勁度模量值。