[發明專利]濕顆粒間液橋拉伸-壓縮力學性能試驗儀的試驗方法

有效

• 申請號: 202110555654.0
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113252515B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 張昭;趙偉;劉彥偉;程靖軒;李光耀;郯昊;陳聰;劉奉銀;王鏘;趙鵬康;慕煥東
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01N13/02
• 分類號: G01N13/02
• 代理公司: 濟南領升專利代理事務所(普通合伙) 37246
• 代理人: 王吉勇

1.一種濕顆粒間液橋拉伸-壓縮力學性能試驗儀的試驗方法，其特征在于，包括：

1）.試驗儀的初始設置，將待測試的上下顆粒分別安裝于試驗儀中，并調整到位，實時監控；

2）.進行如下兩種試驗：

A.控制液橋體積的液橋試驗，先將液體注入液橋體積控制器中，控制系統控制液橋體積控制器向管路內注入液體，經液橋體積控制器的排氣閥排出氣體，隨后關閉液橋體積控制器的排氣閥，通過與液橋體積控制器連通的管路向上支座內注入液體并將上顆粒孔和上支座內內的氣體排除；通過控制系統設定液體體積，控制液橋體積控制器向上顆粒注射液體；

B.控制基質吸力的液橋試驗，向燒杯中倒入液體，液體充分流入管路中以后，打開對應的截止閥，使液體流入量筒中；再打開與上支座連通的管路中的截止閥，使液體流入上支座后，將上支座的排氣閥打開，排除上支座內氣體，防止試驗中產生氣泡，隨后關閉排氣閥；用升降臺調節燒杯高度，液體隨之從上顆粒流出形成液橋，根據燒杯液面與形成液橋中心截面的高差控制基質吸力；

3）.通過控制系統設定液橋試驗類型：

A.液橋拉伸試驗，通過控制系統控制拉壓裝置向下移動上支座，使上、下顆粒相互靠近形成液橋，并靠近至將接觸未接觸狀態，設定拉伸速率，數據采集與圖像處理系統記錄高精度天平的實時數據和液橋拉伸全過程的位移數據和視頻圖像，通過控制系統開始拉伸至液橋斷裂后停止，通過數據采集與圖像處理系統對數據和圖像進行處理；

B液橋壓縮試驗，先進行液橋拉伸試驗步驟獲得液橋拉伸初始位置和即將斷裂的終點位置，通過控制系統將液橋拉伸初始位置和即將斷裂的終點位置分別設定為液橋壓縮試驗的終點位置和初始位置，設定拉伸速率，數據采集與圖像處理系統記錄高精度天平的實時數據和液橋壓縮全過程的位移數據和視頻圖像，通過控制系統開始試驗，使上顆粒由上之下移動壓縮液橋，使顆粒相互靠近，通過數據采集與圖像處理系統對數據和圖像進行處理；

C.液橋拉伸-壓縮循環試驗，先進行液橋拉伸試驗步驟獲得液橋拉伸初始位置和即將斷裂的終點位置，通過控制系統將液橋拉伸初始位置和即將斷裂的終點位置分別設定為液橋壓縮試驗的初始位置和終點位置，通過控制系統控制拉壓裝置向下移動上支座，使上、下顆粒相互靠近形成液橋，并靠近至將接觸未接觸狀態，設定拉伸速率、循環次數，數據采集與圖像處理系統記錄高精度天平的實時數據和液橋拉伸-壓縮全過程的位移數據和視頻圖像，通過控制系統開始試驗，使上顆粒循環移動，拉伸-壓縮循環交替進行，通過數據采集與圖像處理系統對數據和圖像進行處理。

2.根據權利要求1所述的試驗方法，其特征在于，所述步驟1）中，將控制系統、數據采集與圖像處理系統打開，高精度天平數值歸零，調節數據采集與圖像處理系統顯示的視頻圖像；將上顆粒和下顆粒分別安裝于上支座和下支座上，上顆粒有開孔，下支座置于高精度天平上，上支座與位置調節裝置連接；

啟動第二步進電機，第二步進電機驅動第二絲杠旋轉，第二絲杠旋轉帶動第二絲母旋轉，從而帶動固定于上的拉桿進行上、下移動，調節顆粒的間距；旋轉第一旋鈕帶動第一齒輪旋轉，第一齒輪旋轉帶動相互嚙合的第一齒條在槽內前、后運動；旋轉第二旋鈕帶動第二齒輪旋轉，第二齒輪旋轉帶動相互嚙合的第二齒條在槽內左、右運動，從而帶動固定于第二齒條的上支座進行前后、左右位置的調節包括第一旋鈕、第二旋鈕和兩組相互嚙合的齒輪、齒條；在調節顆粒的間距和上支座前后、左右位置的過程中，根據數據采集與圖像處理系統進行實時監控。

3.根據權利要求1所述的試驗方法，其特征在于，所述數據和圖像進行處理包括液橋毛細力的計算和圖像處理。

4.根據權利要求3所述的試驗方法，其特征在于，液橋毛細力的計算方法為：在形成液橋前記錄在高精度天平上放置下支座和下顆粒的示數，液橋形成后，在液橋拉伸、壓縮、拉伸-壓縮循環試驗過程中，記錄高精度天平的示數，毛細力為公式（1）：

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