[發(fā)明專利]一種雙軸拉伸測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510005909.0
• 申請日: 2015-01-06
• 公開（公告）號: CN104568591B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 陳務軍;高成軍;施光林
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10
• 代理公司: 上海旭誠知識產(chǎn)權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發(fā)明公開了一種雙軸拉伸測試裝置，包括水平臺架，該水平臺架為正交十字架，水平臺架的四個臂的端部均安裝有伺服油缸，每個伺服油缸均依次與拉力傳感器、組合夾具相連。水平臺架的四個臂的表面均設置有直線導軌，組合夾具設置在該直線導軌上且能夠沿所述直線導軌移動。組合夾具用于夾持試件。本發(fā)明還提供了一種上述雙軸拉伸測試裝置進行雙軸拉伸測試的方法，包括多個步驟。雙軸拉伸測試裝置結構緊湊、形式簡潔、運行平穩(wěn)、精度高，具有多試驗功能(單向靜態(tài)拉伸、低周循環(huán)往返拉伸，雙向靜態(tài)拉伸強度、任意雙軸應力比低周循環(huán)往返拉伸)，可應用于單軸拉伸試驗機、雙軸拉伸試驗機等。

技術領域

本發(fā)明涉及一種拉伸測試裝置，尤其涉及一種雙軸拉伸測試裝置，可應用于建筑膜材、飛艇蒙皮、工業(yè)織物的雙軸單調拉伸與低周循環(huán)、撕裂、徐變試驗等。屬于材料力學實驗技術、建筑結構材料試驗技術領域。

背景技術

高分子復合織物薄膜材料輕質、高強、耐化學、耐久性而在現(xiàn)代建筑結構領域、航空、航天等工業(yè)領域應用，如建筑膜結構、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成，基布由高分子材料抽絲合成纖維，然后織成布，在建筑領域主要有聚酯纖維、玻璃纖維等，在航空航天領域主要有聚乙烯纖維、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，采用涂層或層合，層合或涂層的基底還有其它化學膠體。因此，織物薄膜材料具有復雜的力學行為特征，表現(xiàn)為材料非線性、非彈性、各向異性、粘彈性、雙向性等。目前國內關于膜材的力學參數(shù)、設計應用依據(jù)主要來源于單向試驗，近年有開展膜材雙向拉伸力學行為的試驗、分析研究，并取得了重要進展和研究成果。

陳務軍、付功義著的“膜結構多功能試驗儀”(ZL.20041006758.7)研制了膜結構多功能試驗儀，采用絲杠和聯(lián)桿機構加載，然而加載比例受限制，且精度低。

陳魯、李陽、張其林、楊宗林著的“膜結構雙軸拉伸試驗機的研制與開發(fā)”(科學技術與工程，2006，6(1)：17-23)研制介紹了膜結構雙軸拉伸試驗機，采用電機作為動力，連接絲杠、力傳感器、位移傳感器等，然而僅實現(xiàn)雙軸單側張拉、變形控制加載，不能實現(xiàn)對稱張拉和嚴格的應力比控制。

陳務軍、施光林、張麗、何艷麗、張大旭著的“拉伸測試裝置”(ZL.201110101929.X)研制了膜材雙軸拉伸試驗機的拉伸測試裝置，采用兩級加載機構以適應16cm、72cm試件核心尺寸要求，夾具采用分體式并列，行走機構與直線導軌采用滑塊，整體十字型機架的一個軸全焊接、雙軸間設雙層支撐，液壓伺服閥與液壓缸分離、通過硬管和軟管連接。然而該拉伸測試裝置的十字型機架復雜、尺寸大、不便于裝配，夾具夾持試件難以控制力、操作費勁，行走機構摩擦力大、初始預張緊力大、影響初始測試精度，液壓伺服閥與液壓缸分離影響液壓控制的動態(tài)響應特性、控制精度。

陳務軍、施光林、張麗著的“薄膜雙軸拉伸試驗機電液加載系統(tǒng)”(ZL.20111107672.9)研制了薄膜雙軸拉伸試驗機的電液控制系統(tǒng)，采用兩組閥控制兩個軸，再通過截流閥、調節(jié)閥實現(xiàn)一個軸的兩端加載，然而系統(tǒng)的同步性、動態(tài)響應特性都不是很好。

發(fā)明內容

有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種方便拆裝、方便試件夾持、低摩擦力、電液伺服性能好、結構緊湊和簡潔、尺寸小、具有多試驗功能(單向靜態(tài)拉伸、低周循環(huán)往返拉伸，雙向靜態(tài)拉伸強度、任意雙軸應力比低周循環(huán)往返拉伸)的新型雙軸拉伸測試裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種雙軸拉伸測試裝置，包括水平臺架，所述水平臺架為正交十字架，所述水平臺架的四個臂的端部均安裝有伺服油缸，每個所述伺服油缸均依次與拉力傳感器、組合夾具相連；所述水平臺架的四個臂的表面均設置有直線導軌，所述組合夾具設置在所述直線導軌上且能夠沿所述直線導軌移動；所述組合夾具用于夾持試件。

進一步地，所述伺服油缸的活塞通過第一轉換件與所述拉力傳感器連接，所述拉力傳感器依次通過第二轉換件和第三轉換件與所述組合夾具連接。