[發明專利]薄膜沖擊測試設備和測試方法

在審

• 申請號: 202010440481.3
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111562185A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 朱海斌;何志峰;馬少鵬
• 申請（專利權）人: 浙江清華柔性電子技術研究院
• 主分類號: G01N3/307
• 分類號: G01N3/307;G01N3/02
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 金無量

本申請涉及一種薄膜沖擊測試設備和測試方法，屬于材料測試技術領域，不同于傳統鼓泡儀的準靜態離面加載，通過閥門可以對壓縮氣體進行精確控制，通過瞬時釋放不同壓力條件下的壓縮氣體實現對薄膜進行不同加載率下的離面沖擊加載，通過壓力計和變形測量系統得到不同加載率條件下的材料力學參數，對薄膜材料進行動態應力測試，表征材料在動態非線性階段的變形行為，得到準確的薄膜材料參數。

技術領域

本申請涉及材料測試技術領域，特別是涉及一種薄膜沖擊測試設備和測試 方法。

背景技術

針對獲取材料的力學性能參數，首先需要進行材料力學測試，然后通過必 要的計算分析來獲取所需參數。對于柔性薄膜材料力學性能參數的測定，可以 采用鼓泡實驗法來開展薄膜材料的力學性能測試。鼓泡法能夠較準確地反映柔 性膜材的實際服役工況。相關技術中，在進行鼓泡實驗時，將試樣安裝在帶孔 的測試臺上，在膜一側逐漸增加均勻壓力，并利用傳感器(如激光位移計等) 測出膜中心點的撓度，從而得到膜的撓度和鼓泡裝置內腔壓力的變化曲線，結 合適當的理論模型可求得膜材的應力-應變曲線及殘余應力等參數。

盡管鼓泡法能較為真實反映柔性膜材服役過程中的受力狀況，但是這種實 驗方法仍然存在一些明顯的不足，主要包括：當前鼓泡實驗法需要基于一些假 設，并非薄膜試樣的實際形貌；大部分鼓泡實驗法針對薄膜材料準靜態力學性 能測試，其主要關注彈性模量以及屈服強度的測量；而實際形貌的薄膜試樣會 發生非線性形變，通過準靜態力學性能測試難以表征材料在非線性階段變形行 為等問題。

發明內容

基于此，有必要針對傳統的薄膜的沖擊加載測試，通過準靜態力學性能測 試難以表征材料在非線性階段變形行為的問題，提供一種薄膜沖擊測試設備、 測試方法、可讀存儲介質和計算機設備。

第一方面，本申請提供了一種薄膜沖擊測試設備，包括第一壓力計、變形 測量系統和依次連接的儲氣室、第一閥門和壓力腔體；其中，第一壓力計與壓 力腔體連接；

儲氣室用于存儲壓縮氣體；

第一閥門用于控制儲氣室中的壓縮氣體瞬時釋放流入壓力腔體，對壓力腔 體的薄膜進行沖擊加載，其中，薄膜密封設置在壓力腔體的開口處；

第一壓力計用于檢測壓力腔體的氣壓；

變形測量系統用于對薄膜進行沖擊測量。

在其中一個實施例中，薄膜沖擊測試設備還包括氣體壓縮機，氣體壓縮機 與儲氣室相連，氣體壓縮機用于設備壓縮氣體，并將壓縮氣體轉入儲氣室。

在其中一個實施例中，儲氣室包括氣瓶、第二閥門和三通器：

第二閥門連接在氣體壓縮機的出氣口和三通器的第一接口之間，三通器的 第二接口與氣瓶的瓶口連接，三通器的第三接口連接第一閥門，第二閥門用于 控制壓縮氣體轉入氣瓶。

在其中一個實施例中，儲氣室還包括連接在氣體壓縮機和第二閥門之間的 壓力調節器，以及與第一接口連接的第二壓力計；

壓力調節器用于調節壓縮氣體的氣體流量；

第二壓力計用于檢測氣瓶的氣壓。

在其中一個實施例中，儲氣室還包括連接在第三接口和第一閥門之間的調 節減壓器；

調節減壓器用于排出氣瓶的氣體，為氣瓶減壓。

在其中一個實施例中，設備還包括控制終端，控制終端分別與第一閥門、 第二閥門、第一壓力計、第二壓力計連接；

控制終端用于控制第一閥門和第二閥門的開啟和關閉，以及獲取第一壓力 計、第二壓力計的壓力值。

在其中一個實施例中，控制終端還與變形測量系統連接，用于控制變形測 量系統對薄膜進行沖擊測量。