[發明專利]蠕變測試裝置、拉壓蠕變測試系統及測試方法

在審

• 申請號: 202110299301.9
• 申請日: 2021-03-21
• 公開（公告）號: CN113155603A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 王杰;董春雷
• 申請（專利權）人: 西南林業大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04;G01N3/02
• 代理公司: 宿遷市蘇陽知識產權代理事務所(普通合伙) 32536
• 代理人: 王蘇陽

本發明提供了一種蠕變測試裝置及應用該裝置的測試系統和方法，蠕變測試裝置，至少包括裝置架、試件夾具、荷重加載機構和線性位移傳感器，試件置于試件夾具中間，試件夾具的其中一端為固定端，固定端相對于裝置架的位置不變，另一端為移動端；荷重加載機構至少包括滑輪組和荷重。本發明提供的拉壓蠕變測試系統，包括可密封的箱體，箱體設有箱門，箱體設有恒溫恒濕裝置，箱體內設有本發明的蠕變測試裝置。可實現高精度可控氣候環境下竹/木基材料純拉和純壓蠕變的長期自動采集、存儲、顯示，而且通過試件夾具的簡單變換和滑輪組，在一套系統上可實現拉伸和壓縮蠕變的自由切換，實現了設備的大幅小型化和輕量化。

技術領域

本發明涉及竹/木基材料的物理力學性能測試裝置，涉及拉壓蠕變測試系統。

背景技術

木材、竹材或竹木基材料是四大建材中唯一可再生的綠色環保材料，然而衡量其長期服役性能的重要指標之一—蠕變性能雖歷經前人半個多世紀的研究，但對其發生發展的機理及其定量化預測無論是學術界還是工程界均存在較大爭議。尤其是這類材料在自然服役環境（即變溫變濕環境）下的普通蠕變（Normal Creep）和機械吸附蠕變（MechanicalSorptive Creep，簡稱MSC）一直是學術界研究的熱點和難點問題，其中能同時模擬自然服役環境、能自動測量、呈現和保存蠕變變形量的測試系統是研究此類問題的關鍵。

現有技術中，多采用靜曲蠕變來研究木材或竹材的蠕變，如本申請人于2020年3月30日提交的《蠕變測試裝置、木材蠕變測試系統及測試方法》（申請號2020102392173）中國發明專利申請，其公開了一種蠕變測試裝置以及針對包括本發明改進的蠕變測試裝置的測試系統，本發明提供的木材蠕變測試系統，在進行木材的蠕變試驗可以同時進行一定數目的試件樣本測試，本發明的整個系統可以對木材普遍蠕變和復雜的變濕蠕變撓度、干縮濕脹量、環境溫濕度參數進行長期連續穩定的檢測、記錄和顯示，為木材MSC行為規律和蠕變機理的探究提供試驗依據及測試平臺。

但采用單一的靜曲蠕變來研究木/竹材由此帶來無法回避的問題是，從受力分析角度來看，材料的靜曲蠕變實際上是材料上半部分的壓縮蠕變和下半部分拉伸蠕變的耦合。而木材和竹材各向異性的特殊材性導致其拉伸、壓縮和靜曲受力狀態下的力學性能的迥異，例如大部分木材的拉伸彈性模量是彎曲彈性模量的1.1-1.2倍，是壓縮彈性模量的1.1倍左右，更為關鍵的是這個受力方向木材的基本物理力學性能受變溫變濕環境的影響是不一致的。因此，用單一的靜曲蠕變來研究木/竹材蠕變性能勢必會掩蓋純拉和純壓受力狀態下木/竹材特殊的蠕變規律及性能，加之木/竹材拉壓干縮濕脹及對環境溫濕度敏感度的巨大差異的摻雜，從科學研究角度來看這一研究方法也有較大的問題。

當前拉伸/壓縮模式下竹木基材料蠕變性能的研究尚處初級階段，受到環境溫濕度控制系統及其空間的限制，目前的多數研究都集中在室內或室外條件下單純試件蠕變測試，缺少拉伸/壓縮蠕變在環境溫濕度可大幅度調控的狀態下的研究。如果利用現有的拉伸/壓縮儀進行的蠕變測試，設備昂貴，測試方法單一，測試內容及測得數據更是乏善可陳。因此，現有技術中缺少可實現測試蠕變數據自動采集、處理、存儲并直觀呈現的拉伸/壓縮模式蠕變測試的裝置，極大制約了相關研究的深入與發展。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明提供了一種蠕變測試裝置及應用該裝置的測試系統，可實現高精度可控氣候環境下竹/木基材料純拉和純壓蠕變的長期自動采集、存儲、顯示，蠕變測試精度達0.001mm，完全滿足木/竹蠕變測試的精度要求，而且通過試件夾具的簡單變換和滑輪組，在一套系統上可實現拉伸和壓縮蠕變的自由切換，實現了設備的大幅小型化和輕量化。

本發明通過以下技術方案實現：