[發明專利]一種適用于柔性膜材刺破性能的測試裝置

有效

• 申請號: 201910867991.6
• 申請日: 2019-09-15
• 公開（公告）號: CN112504807B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 陳建穩;吳善祥;關曉宇;夏雨凡;張陽
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N3/06;G01N3/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

本發明公開了一種適用于柔性膜材刺破性能的測試裝置，包括預張力施加系統（16）及單軸加載系統（15）；預張力施加系統（16）包括鋼框架（1）、傳力螺桿（2）、移動式夾具（3）、高密度彈簧（5）、測力計（6）、穿心螺母（4）、移動式卡鉗（11）；單軸加載系統（15）包括加載框架（12）、加載伸缸（13）、導向式刺具連接器（14）、刺具；本發明采用了雙向加載方式，可依據實際工程需求，有效模擬柔性膜材實際使用過程中刺破性能的測試，實現任意應力比例、應力水平的雙向張拉荷載下柔性膜材刺破性能的研究，顯著提高測試結果的科學性及適用性，并且通過測力計可實時記錄和觀察張力的變化，荷載穩定性、同步性、以及試驗可操作性等方面性能優異。

技術領域

本發明涉及柔性膜材力學性能的測試技術領域，具體是一種適用于柔性膜材刺破性能的測試裝置。

背景技術

柔性膜材因具有柔韌性、設計靈活及高比強度等優異性能，在國防及民用領域中有廣泛的應用，包括防彈衣、裝甲板、織物增強頭盔等軍用領域，以及安全氣枕及空間可展開結構（氣囊，帆和降落傘等）、張拉及充氣膜建筑等民用領域。在實際工程應用中，刺入破壞是一類常見的失效形式，例如彈丸穿刺，膜建筑膜面尖銳物偶然刺破、風致碎片刺破等，因此，掌握柔性膜材刺破力學性能及破壞機理對于提高膜材抗刺破強度、減小偶然刺破的概率、膜材安全性損傷評估非常重要。柔性膜材在建筑鄰域使用中往往處于雙向張緊的復雜力學狀態，尖銳物偶然刺破可能會引起整個膜材的撕裂擴展，嚴重時甚至導致整個結構的垮塌，對于膜結構的安全性和適用性構成嚴重的挑戰；雙向張拉應力狀態是柔性膜材的刺破性能關鍵因素，針對雙向張拉荷載下柔性膜材刺破性能的研究意義深遠。現如今，國內外關于刺破性能的測試裝置較少，且主要集中于單向/無張拉力、或預張力狀態不確定的應力情況，而柔性膜材在工程應用中往往處于雙向受力的復雜狀態，能夠實現任意比例、應力水平雙向張拉荷載下柔性膜材刺破性能的測試裝置缺乏，并且現有裝置存在精確性不足、可操作性及適用性欠缺等缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于柔性膜材刺破性能的測試裝置，實現相關刺破速率范圍內任意應力比例、應力水平的雙向張拉荷載下柔性膜材刺破性能的測試。

本發明解決的技術問題所采取的技術方案為：