[實用新型]一種多尺度纖維制品接觸形態測試裝置

有效

• 申請號: 202020298034.4
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN212364100U
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 劉楊;向忠;錢淼;胡旭東;史偉民
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01;G01N19/00
• 代理公司: 紹興市知衡專利代理事務所(普通合伙) 33277
• 代理人: 施春宜

本實用新型公開一種多尺度纖維制品接觸形態測試裝置，包括平面接觸形態測試系統和曲面接觸形態測試系統，平面接觸形態測試系統和曲面接觸形態測試系統皆安裝在機架上，該測試裝置用于可視化地測定與分析在不同載荷下，不同纖維類型、不同組織結構的纖維束及織物與載體表面間接觸形態；該測試裝置既可以對生產織造過程中多尺度纖維制品與載體間的曲面接觸形態進行測定，也可對使用過程中平面接觸形態進行測定，為有效研究多尺度纖維制品表面性能及摩擦行為提供了方法，進而有效的改善多尺度纖維制品生產過程中的卷繞、緯紗移位等缺陷，提高產品質量。

技術領域

本實用新型涉及紡織品檢測設備領域，特別涉及一種多尺度纖維制品接觸形態測試裝置。

背景技術

復合材料已經發展成為與金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料并列的四大材料體系之一，在航空航天，汽車，建筑等領域有著廣泛的應用，如寶馬i3電動車，其整體車身采用碳纖維復合材料制成；“夢想飛機”波音B787復合材料用量更是高達50%。紡織復合材料是含有纖維、紗線或織物的復合材料，構件工作時，復合材料中的樹脂起著傳遞載荷的作用，大部分的負荷則由復合材料組成成分中的纖維、紗線或織物承擔。因此，纖維及其制品本身的強度、模量、斷裂伸長率等性能以及纖維制品在復合材料中的空間結構、體積含量等均影響著紡織復合材料的性能。而纖維及其制品的力學性能很大程度上受到織造工藝、產品質量及使用條件的影響。縱觀纖維加工和服役的全過程，摩擦行為貫穿始終，其在很大程度上影響和決定了纖維及其制品的加工質量與風格參數。與此同時，由于纖維制品多由幾何尺度細小的纖維絲加工而成，且存在較好的柔韌性，使其摩擦性能與剛性物體摩擦性能變化規律存有較大差異。對多尺度纖維制品的接觸形態的影響因素及測試方法展開研究，對于掌握纖維及其制品表面性能和摩擦行為，改善織造工藝，提升纖維及其制品的產品質量，保障紡織復合材料力學性能具有重大意義。

現有的研究纖維制品表面性能的儀器設備往往局限于表面的摩擦系數、凹凸紋理等有限的幾種參數；同時，各種測試儀器的實現原理多是基于傳統的Amontons定律，只能定性的分析壓力、速度等有限因素對摩擦系數等的影響。同時，纖維材料在力學性能方面更為特殊，由細小纖維構成的多尺度纖維制品與載體間的接觸行為較剛性體更為復雜，紗線/纖維束粗細、織物結構、作用條件等均會對其接觸形態造成影響，改變其摩擦行為；而現有的各種測試儀器無法精確的對上述數據進行測定。

因此，為解決上述問題，確有必要提供一種創新的多尺度纖維制品接觸形態測試裝置，以克服現有研究設備和方法的所述缺陷，本案由此產生。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種多尺度纖維制品接觸形態測試裝置，解決上述現有技術問題，可以實現多尺度纖維制品與載體間的平面及曲面接觸形態的測定，并能夠實現在不同載荷條件下對不同纖維類型、不同粗細的纖維束及其構成的不同組織結構的織物與載體間的接觸形態進行分析，為纖維及其制品表面性能及摩擦行為的研究提供了新方法，提供了改善織造工藝的理論依據，進而提高纖維及其制品的質量。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：

一種多尺度纖維制品接觸形態測試裝置，包括平面接觸形態測試系統和曲面接觸形態測試系統，平面接觸形態測試系統和曲面接觸形態測試系統皆安裝在機架上，該測試裝置用于可視化地測定與分析在不同載荷下，不同纖維類型、不同組織結構的纖維束及織物與載體表面間接觸形態。

進一步，平面接觸形態測試系統包括平面加壓裝置、光源a和工業相機a；工業相機a、光源a和平面加壓裝置由上至下依次設置。

進一步，平面加壓裝置包括壓力傳感器、法蘭、測試板、透明玻璃板和回形壓板；回形壓板置于透明玻璃板上；透明玻璃板置于測試板上，兩者之間用于放置待測樣品；測試板通過法蘭與壓力傳感器固連；壓力傳感器固定于工作臺上；工作臺固定于機架上。