[發明專利]一種測定膜材料力學性能的裝置及采用該裝置進行測定的方法

有效

• 申請號: 201810106546.3
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108333046B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 張曉五;黃獻文;劉平;王林;王炳輝
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種測定膜材料力學性能的裝置及采用該裝置進行測定的方法，該裝置包括主體框架，周向設于主體框架上的夾持裝置，設于主體框架上、位于夾持裝置上端的加載裝置，以及設于主體框架上、位于夾持裝置下端的量測裝置；測定方法包括采用夾持裝置夾持膜材料，通過張拉裝置施加張拉力，加載裝置為膜材料施加荷載，最后通過量測裝置及張拉裝置測定結果。本發明的顯著優點為該裝置能夠根據模擬的需要對膜材料表面施加均布力、非均布力，對膜材料施加不同大小的張拉力，從而測得膜材料豎向荷載與豎向位移的關系曲線、單雙軸拉伸時的應力應變曲線，進而測得極限強度、彈性模量、泊松比等力學性能。

技術領域

本發明屬于材料力學性能檢測領域，尤其涉及一種測定膜材料力學性能的裝置及采用該裝置進行測定的方法。

背景技術

膜材料一般由織物構成，是一種繼鋼材、混凝土、木材、玻璃之后新興的建筑材料。膜材料具有質輕、高強、連接可靠等性能，使得其在建筑中得以廣泛的使用。近年來，隨著各類大跨空間結構的不斷出現，膜材料也隨之得以推廣應用。伴隨著科學技術的進步，各種新型的膜材料層出不窮，為了適應不同的氣候條件，檢測膜材料的儀器也層出不窮，例如UTM4000系列電子萬能試驗機等。但目前并沒有一種儀器可以同時對膜材料在不同表面壓力、張力下的位移膜體變形進行系統、全面的測定。

發明內容

發明目的：本發明的第一目的是提供一種測定膜材料力學性能的裝置，該裝置能夠根據模擬的需要對膜材料表面施加均布力、沖擊荷載或非均布力，膜材料豎向荷載與豎向位移的關系曲線、單雙軸拉伸時的應力應變曲線。

本發明的第二目的是提供一種采用該測定裝置進行測定的方法。

技術方案：本發明測定膜材料力學性能的裝置，包括主體框架，周向設于主體框架上的夾持裝置，設于主體框架上、位于夾持裝置上端的加載裝置，以及設于主體框架上、位于夾持裝置下端的量測裝置；所述主體框架上還設有為膜材料提供張拉力并測定大小的張拉裝置。

進一步說，本發明的張拉裝置包括動力裝置，一端與動力裝置相連、另一端與夾持裝置相連的張拉構件及設于張拉構件上的拉力傳感器。

再進一步說，主體框架的水平向上設有使得夾持裝置移動的拉力滑軌。拉力滑軌上設有記錄夾持裝置位移的位移傳感器。主體框架的豎向設有使得加載裝置移動的加載滑軌。

更進一步說，本發明的夾持裝置包括上夾板、下夾板、合力夾板、連接上夾板和下夾板的轉動軸及設于轉動軸兩端的端頭，所述合力夾板與張拉構件相連接。優選的，上夾板及下夾板采用凹凸槽咬合，以確保穩固夾持膜材料。

本發明的加載裝置包括與加載滑軌連接的、上端開口的加載空間，該加載空間內設有若干用于放置加載材料的隔間。

本發明的量測裝置從下至上依次包括底板、伸縮支撐架、儀器支架及量測儀器。

本發明采用上述裝置進行測定的方法，包括如下步驟：首先采用夾持裝置夾持膜材料，通過張拉裝置施加張拉力、通過加載裝置為膜材料施加荷載，最后通過量測裝置及張拉裝置測定結果。

有益效果：與現有技術相比，本發明的顯著優點為：該裝置結構簡單、操作方便、測量參數多、加載方式多樣，能夠對膜材料施加沖擊荷載及不同大小的張拉力，測得沖擊作用下或者對應張拉力作用下位移時程曲線；采用該裝置進行測定時能夠根據模擬的需要對膜材料表面施加均布、非均布力、對膜材料施加不同大小的張拉力，從而測得膜材料豎向荷載與豎向位移的關系曲線、單雙軸拉伸時的應力應變曲線，進而測得極限強度、彈性模量、泊松比等力學性能。

附圖說明

圖1為本發明裝置的結構示意圖；

圖2為本發明主體框架的結構示意圖；

圖3為本發明夾持裝置的結構示意圖；

圖4為本發明加載裝置的結構示意圖；