CN102338717B - 一种人造板性能检测设备与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种人造板性能检测设备和使用该设备的检测方法，该设备包括：一矩形框架，在其下底面上设置一底板；在该矩形框架朝上或外侧表面上设导轨；底板封闭该矩形框架的下底面，在底板上设抽气孔；一支撑系统，包括若干根支撑木方，其可拆地设置在底板上；一移动支架，包括两个支撑杆和一横梁，两支撑杆的下端嵌设在矩形框架上相对的两框架杆上设有的导轨中，两支撑杆的上端与横梁的两端固联，在横梁上设导轨，横梁上的导轨与矩形框架上的导轨相垂直；一数据采集系统，包括一位移传感器，位移传感器设置在移动支架上设置的导轨上。本发明提供的设备和方法可以将待测的板材方便地设置、测量均布载荷等作用下的人造板力学性能检测。

Description

一种人造板性能检测设备与方法

技术领域

本发明涉及结构用人造板检测技术领域，涉及一种结构用人造板性能检测设备，还提供使用上述检测设备检测人造板板材性能的检测方法。

技术背景

结构人造板是人造板的重要组成部分，主要包括以单板为基材的胶合板及单板层积材，以刨花为基材的定向刨花板等。与普通人造板相比，结构人造板除了要求具有良好的外观性能、物理性能、表面性能、耐久性(老化性能)、加工性能外，新增加了均布载荷、集中静载和冲击载荷等力学性能指标的测试，同时对静曲强度、弹性模量、内结合强度、胶合强度、抗压强度、抗拉强度、握螺钉力和冲击韧性等力学性能指标提出了更高的要求。

作为以承载为主要目的的工程材料，结构人造板广泛应用于建筑、桥梁、房屋、道路、运输等领域。在建筑业中，例如用于木结构建筑覆板用墙面板、楼面板、屋面板以及混凝土模板；在运输业中，例如用于集装箱底板等。

结构人造板的实际应用需要承受一定的载荷，这就要求结构人造板具有良好的力学性能，要有结构应用的力学工程设计值。均布载荷、集中静载和冲击载荷等力学性能指标是模拟结构人造板应用现场的实际受力情况，测定板材在规定载荷下的挠度值及最大破坏载荷等。

以木结构建筑覆板为例，均布载荷测试是模拟墙面板、屋面板或楼面板的实际受力情况，将试验板材平置在等跨距的支撑支座上形成双跨连续板，用真空负压对试验覆板施加均布载荷，测定板材在规定载荷下的挠度值及最大破坏载荷；集中静载测试是模拟屋面板或楼面板的实际受力情况，将试验板材平置在等跨距的支撑支座上形成双跨连续板，根据板材两端边缘的支承情况分为四周支撑、边缘不完全支撑和边缘无支撑3种受力状态，并在最不利位置加载，通过施加集中静载，检测其在规定静载下的挠度值及最大破坏载荷；冲击载荷测试则是通过皮袋冲击装置及集中静载装置对试验板材施加冲击载荷进行试验，并测量板材在冲击前和在不同高度冲击后的集中静载下挠度值及最大破坏载荷。通过均布载荷、集中静载和冲击载荷的测试，可以得到结构人造板的强度和刚度值，实现结构人造板的分等。实际应用中还有需要对于人造板板材的弹性模量等性能参数进行检测，这种测试中，对于人造板施加均布载荷、集中载荷或冲击载荷，使得待测板材处于弹性变形范围。

现有的均布载荷、集中静载和冲击载荷的测试，主要是由三台独立的设备各自完成相应的测试工作。均布载荷的测试是采用真空负压方式保证均布受力，通过人工读数真空表和千分表记录试件板面受力和变形状况。现有的均布载荷测试装置，其对于规格各样的板材，安装、固定和测试都很不方便，因此，对于目前对施工中所有种类的板材、以至于每批板材都要进行测试的情况难以适应；集中静载和冲击载荷的测试多半借用力学试验机记录载荷值，再通过人工读数千分表值记录板材变形状况，由于受到标准力学试验机测试范围的限制，被测试的板材尺寸只能满足小试件的测试要求，并且需要配合专用的夹具。而为了满足大尺寸板材的测试，就采用更高吨位的标准力学试验机，这样，不仅测试精度低，而且测试成本过高，会形成大马拉小车现象。

另外，现有技术中没有一种能够同时对于板材的均布载荷、集中载荷和冲击载荷进行测试的多功能检测设备。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足，克服上述三种载荷测试方法和设备的不足，提供一种可以将待测的板材方便地设置、测量均布载荷的人造板性能检测设备；

本发明的另一目的在于提供一种可以方便地测试人造板的集中载荷的人造板性能检测设备；

本发明的再一个目的在于提供一种可以方便地测试人造板的集中载荷和冲击载荷的人造板性能检测设备；

本发明的进一步的目的在于提供一种可以方便地同时测试人造板的均布载荷、集中载荷和冲击载荷的人造板性能检测设备，将三种性能指标的测试工作集成在一台设备上完成，从而保障结构人造板上述三种载荷测试的高精度和高稳定性。

本发明的另一个目的在于提供在上述各种设备上检测所述三种载荷的方法。

本发明的又一个目的在于提供一种在上述设备上对人造板同时测试所述三种载荷下力学性能的方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的人造板性能检测设备，其包括：

一矩形框架，在该矩形框架的下底面上设置一底板；在该矩形框架朝上或外侧表面上设有导轨；所述底板封闭该矩形框架的下底面，在该底板上设有抽气孔；

一支撑系统，该支撑梁系统包括若干根支撑木方，其可拆地设置在所述平面框架中所述底板上；

一移动支架，其包括两个支撑杆和一横梁，两所述支撑杆的下端嵌设在所述矩形框架上相对的两框架杆上设有的所述导轨中，两所述支撑杆的上端与所述横梁的两端固联，在所述横梁上设有导轨，所述横梁上的所述导轨与所述矩形框架上的导轨相垂直；

一数据采集系统，其包括一位移传感器，所述位移传感器设置在所述移动支架上设置的所述导轨上。

在使用时，所述数据采集系统中的传感器上设置有信息传输装置，该信息传输装置连接到外设接收装置上。所述接收装置可以是各种记录装置或显示装置，还可以是具有计算功能的记录装置。这些接收装置和与接收装置连接的连接结构为成熟技术。

本发明提供的人造板性能检测设备还可以包括：

一加载装置，其设置在所述横梁的所述导轨上；

所述横梁上设置的所述加载装置是一集中载荷加载装置，在所述数据采集系统中还包括一测力传感器，其与所述集中载荷加载装置连接；和/或，

所述加载装置是一冲击载荷加载装置；和/或，

在所述数据采集系统中还包括一真空度传感器，其测头设置在所述矩形框架和所述底板构成的空间中。

所述集中载荷加载装置包括一机架，其设置在所述横梁上设置的所述导轨中；在该机架上固定一步进电机，在该步进电机的输出轴上连接一丝杠，在该机架上可上下滑动地固设一螺母，该螺母螺接在所述丝杠上，所述螺母上连接一加载件，在所述数据采集系统中还包括一测力传感器，其设置在该螺母和所述加载件之间。

在所述加载件和所述测力传感器之间通过一关节球轴承连接，使得所述加载件在一个设定角度范围内摆动地连接在所述螺母上；和/或，

还包括一加载盘，该加载盘设置在所述螺母上或者设置在所述加载件上，其外廓至少部分地突出在所述步进电机和/或螺母的外廓之外，所述位移传感器的位移测头抵在该加载盘的上表面上。

所述冲击载荷加载装置包括在所述横梁上设有的一个门型冲击架，在该冲击架的横梁上吊设所述冲击载荷加载装置。

所述支撑木方与所述底板的可拆连接结构为：包括若干固定架，该固定架由一平板底座和一固定于该平板底座上构成一垂直固定面的固定板组成，在该平板底座上设有通孔，相应地，在所述底板上设有若干螺纹盲孔，通过螺栓穿设在所述平板底座和所述底板上的螺纹盲孔中使所述固定架固定在所述底板上，固定架的所述垂直固定面抵靠在所述支撑木方的竖直侧壁上。

所述矩形框架中的边框和所述移动支架中的横梁的设置所述导轨的侧面具有纵向通槽，所述导轨设置在该通槽中。进一步地，所述边框和横梁优选为截面四周设有相同形状的T型通槽的型材，所述导轨固设在所述T型槽中固定。该型材优选为铝型材。

所述平板底座上的所述通孔为长圆孔，该长圆孔的中心线垂直所述垂直固定面或与所述垂直固定面夹一角度地倾斜设置；和/或，所述垂直固定面上设有螺孔，用于螺接紧钉螺钉；或者，所述固定架上的所述固定板为两个，其构成相互垂直的两个固定面。

利用所述的人造板性能检测设备，测试人造板在承受均布载荷下力学性能的方法：

首先将待测人造板放置在所述矩形框架中，置于所述支撑木方上；然后，在所述矩形框架上覆盖一气密性柔性覆盖物，封闭所述矩形框架形成一真空腔体；同时，将设于所述移动支架上的所述位移传感器的位移测头隔着所述覆盖物抵在待测人造板的测试位置上；之后，在所述底板上的抽气孔上连接所述抽真空设备抽真空，使得所述矩形框架中的真空度达到设定值，之后，通过测得所述真空腔体中的真空度获得给测试板材施加的均布载荷的数值，通过与所述位移传感器连接的外设接收装置获得测试位置上人造板对应的变形量；经过计算即可得到所需的力学性能参数。

利用所述的人造板性能检测设备，测试人造板在承受集中载荷下力学性能的方法：

首先将待测人造板放置在所述矩形框架中，置于所述支撑木方上，并使之固定在所述支撑木方上；然后，移动所述移动支架到指定检测的位置，使得所述移动支架上的所述集中载荷加载装置上的加载件对准待测人造板的设定位置，同时，将设置在所述移动支架上的位移传感器的位移测头对准待测人造板的设定位置，调节好加载件和位移传感器与待测人造板的距离；然后，启动所述加载装置上的步进电机带动丝杠转动，使设置在该丝杠上的加载件匀速缓慢的对人造板施加压力，测力传感器连接的外设接受装置显示施加集中载荷的数值，所测板材的变形量从与所述位移传感器连接的外设接收装置上读取；经过计算即可得到所需的力学性能参数。

利用所述的人造板性能检测设备，测试人造板在承受冲击载荷下力学性能的方法：

首先，将待测人造板平放在所述矩形框架中，置于且固定在所述支撑木方上，然后，移动所述移动支架到指定检测的位置，竖起设置在所述移动支架上的冲击架，使得所述移动支架上的所述冲击载荷加载装置的加载体对准待测人造板的设定位置，调节好置于所述冲击架上的加载体与待测人造板的距离，同时，将设置在所述移动支架上的位移传感器的位移测头对准待测人造板的设定测试位置；然后，让加载体自由下落，通过所述位移传感器连接的外设接收装置上读出所述人造板相应位置在受到冲击瞬间的变形量，通过加载体与待测人造板的距离以及加载体的质量获得冲击载荷的数值；经过计算即可得到所需的力学性能参数。

利用所述的人造板性能检测设备，对于一块人造板先后测试在承受均布载荷、集中载荷和冲击载荷下力学性能的方法：

第一步骤：首先将待测人造板放置在所述矩形框架中，置于所述支撑木方上；然后，在所述矩形框架上覆盖一气密性柔性覆盖物，封闭所述矩形框架形成一真空腔体；同时，将设于所述移动支架上的所述位移传感器的位移测头隔着所述覆盖物抵在待测人造板的测试位置上；之后，在所述底板上的抽气孔上连接所述抽真空设备抽真空，使得所述矩形框架中的真空度达到设定值，之后，通过测得所述真空腔体中的真空度获得给测试板材施加的均布载荷的数值，通过与所述位移传感器连接的外设接收装置获得测试位置上人造板对应的变形量；经过计算即可得到所需的力学性能参数。

第二步骤：分离所述真空设备，并取下所述气密性柔性覆盖物，卸除真空形成的均布载荷；

第三步骤：使所述人造板固定在所述支撑木方上；然后，移动所述移动支架到指定检测的位置，使得所述移动支架上的所述集中载荷加载装置的加载件对准待测人造板的设定位置，同时，将设置在所述移动支架上的位移传感器的位移测头对准待测人造板的设定位置，调节好加载件和位移传感器与待测人造板的距离；然后，启动所述加载装置上的步进电机带动丝杠转动，使设置在该丝杠上的加载件匀速缓慢的对人造板施加压力，测力传感器连接的外设接受装置显示施加集中载荷的数值，所测板材的变形量从与所述位移传感器连接的外设接收装置上读取；经过计算即可得到所需的力学性能参数；

第四步骤：撤掉或不撤掉所述集中载荷，竖起设置在所述移动支架上的冲击架，使得所述移动支架上的所述冲击载荷加载装置的加载体对准待测人造板的设定位置，调节好置于所述冲击架上的加载体与待测人造板的距离，同时，将设置在所述移动支架上的位移传感器的位移测头对准待测人造板的设定测试位置；然后，让加载体自由下落，通过所述位移传感器连接的外设接收装置上读出所述人造板相应位置在受到冲击瞬间的变形量，通过加载体与待测人造板的距离以及加载体的质量获得冲击载荷的数值；经过计算即可得到所需的力学性能参数。

对于设置有加载盘的集中载荷加载装置，在测试人造板在承受集中载荷下力学性能时，所述位移传感器的位移测头抵在所述集中载荷加载装置上的加载盘上，该加载盘设置在所述螺母上或者设置在所述加载件上，其外廓至少部分地突出在所述步进电机和/或螺母的外廓之外。

当在加载件和螺母之间设置有关节球轴承时，加载盘最好设置在螺母上。这样，可以保证传感器的测头不会随待测板材表面不平整而发生摆动。

在矩形框架上的导轨和移动支架上的导轨相互垂直，这样就可以使得设置在移动支架上的位移传感器来到在测试的人造板板材的板面的任何一点上。可以测试任何一点上的位移量。而且非常方便。测试出来的数据非常精确、系统和全面。这是现有技术中均布载荷测试板材的设备所无法达到的。

本发明提供的人造板性能检测设备，通过提供的矩形框架以及支撑系统，可以将待测板材根据要求的支撑间距稳妥方便地安放，简便地形成提供均布载荷的真空度；在矩形框架和移动支架上形成的相互垂直的导轨，可以使得设置在移动支架上的集中载荷或冲击载荷的加载装置在设置在矩形框架中的待测板材上的每一点的加载和变形量的检测都能够轻松实现，更可以做到一次安装待测板材，进行三种载荷下的力学性能测试，这样可以使得测试作业简单，更可以使得测试结果精确。本发明提供的集中载荷加载装置，通过其上设置的加载盘，使得位移传感器的位移测头可以抵在较大的加载盘上，这样，就可以测得在集中载荷加载点板材的变形量，使得测试能够更加精准。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明提供的人造板性能检测设备的结构示意图；

图1a为构成矩形框架以及移动支架的T型通槽铝型材的结构示意图；

图2为对装置在如图1所示的设备上的人造板施加均布载荷测试的示意图；

图3为在如图1所示的设备上加装集中载荷加载装置的检测设备的结构示意图；

图4为集中载荷加载装置的结构示意图；

图5为一种固定架的结构示意图；

图6为另一种固定架的结构示意图；

图7为对装置在如图3所示的设备上的人造板施加集中载荷测试的示意图；

图8为在如图7所示的设备上加装冲击载荷加载装置的检测设备的结构示意图；

图9为对装置在如图8所述的设备上的人造板施加集中载荷和冲击载荷测试的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的人造板性能检测设备，包括真空腔体、阀门、真空传感器、真空泵及其连接管路。构成真空腔体的是一矩形框架1和一底板2，在该矩形框架1的下底面上设置一底板2；底板2采用铝板与构成矩形框架1的铝型材框架螺栓联接，连接处用密封胶周边密封。在该矩形框架朝外的侧表面上设有直线导轨3；

本检测设备还包括一移动支架6，其包括两个支撑杆61和一横梁62，两所述支撑杆61的下端嵌设在所述矩形框架上相对的两框架杆上设有的所述直线导轨3中，可沿直线导轨3移动，两所述支撑杆61的上端与所述横梁62的两端固联，在所述横梁上设有导轨621，所述横梁62上的所述导轨621与所述矩形框架1上的导轨3相垂直；

所述矩形框架1中的边框和所述移动支架6中的横梁62的设置所述导轨621的侧面具有纵向通槽，所述直线导轨3设置在该通槽中；所述边框采用如图1a所示的四周设有相同形状的T型通槽101的正方形截面铝型材100，所述直线导轨3固设在所述T型槽101中通过例如螺钉固定。

所述真空腔体四周由铝型材构成，铝型材100上每一面上设有两个等距的T型通槽101，铝型材外侧面上固定有Y方向直线导轨3，用来支承和滑动移动支架6；所述移动支架6由长铝型材制成的横梁62、短铝型材制成的支撑杆61、X方向直线导轨621构成，加载机构固定在X方向直线导轨621上，并可沿X方向移动，测试时加载机构可以沿X和Y方向移动到板材上方需要加载的位置。

例如本实施例中的矩形框架1采用所述的铝型材100制作成内腔尺寸为1220×1220mm的框架，可以满足大尺寸1220×1220mm板材的测试。

本检测设备还包括一数据采集系统，其包括一位移传感器7，所述位移传感器7设置在所述移动支架6上，如图2所示，位移传感器7设置在导轨621中，可沿导轨621移动，从而就是可移动地固定在横梁62上。因此，位移传感器7就可以抵达矩形框架的范围内的任何一点上。在所述位移传感器7上设置信息传输装置，该信息传输装置连接到外设接收装置上。

本检测设备还包括一支撑系统，该支撑梁系统包括若干根支撑木方5，其可拆地设置在平面的所述矩形框架1中所述底板2上，用于待测板材的支撑；支撑木方5在底板2上的固定结构是，在底板2上设有若干螺纹盲孔21，还包括若干固定架4，如图5所示，该固定架4由一平板底座41和一固定于该平板底座上构成一垂直固定面的固定板42组成，在该平板底座41上设有通孔411，相应地，在所述底板2上设有若干螺纹盲孔21，通过螺栓穿设在所述平板底座41和所述底板2上的螺纹盲孔21中使所述固定架固定在所述底板上，所述固定架4的所述垂直固定面421抵靠在所述支撑木方的竖直侧壁上。在底板2上的螺纹盲孔在一个方向上设置若干列，每列的螺纹盲孔与固定架4上的通孔411对应。各列的螺纹盲孔横向对齐。如此，可以在底板2上的设定位置上固定设置支撑木方，然后通过排成一排的固定架4上的固定面421将支撑木方固定在底板2上的设定位置上。所述平板底座上的所述通孔为优选为长圆孔，该长圆孔的中心线垂直所述垂直固定面。板材A下部设有若干支撑木方，用于支承板材，根据需要，调节支撑木方之间的距离，使支承板材的跨距发生变化，跨距可调整为300mm，400mm，500mm和600mm，以便测试不同跨距下的板材力学性能。

固定架除了具有一个垂直固定面抵在直梁侧面固定直梁之外，还可以是带有垂直转角的两个垂直固定面的形式，为了能够使得带有直角转角的两根支撑木方的转角部固定好，如图6所示的结构，固定板42和固定板43，其构成相互垂直的两个固定面。而平板底座41上的长圆孔与所述垂直固定面夹一角度地倾斜设置；

如图5和图6所示，所述固定板42和固定板43上可以设有螺孔421、431，用于螺接紧钉螺钉，使用时通过紧定螺钉与支撑木方的侧壁固定。

所述底板2封闭该矩形框架1的下底面，在所述底板2上还设有真空度传感器的探头，其也属于数据采集系统中的一部分，其与外设的真空传感器以及接收装置之间连接信号线；底板2上设有两个贯穿的螺孔，一个用于连接真空泵，另一个联接真空传感器。在底板2的内侧面上还可以设置凹槽22，该凹槽22与前述的排列成排的螺纹盲孔相平行。

这样的凹槽22与支撑板材中部的支撑木方5相垂直，例如，在底板2上与支撑木方垂直的方向设有两个深为5mm的长方形凹槽22，有助于负压空气的流动，保证板面负压受力均匀。

如图1、图3和图8所示，在矩形框架1的下底面的四角可以设置脚轮101，使得本测试设备方便移动。

使用如图1所示的检测设备进行人造板在均布载荷测试下的力学性能测试的方法是：

A.将切割好的试验板材A平放于所述矩形框架1中的所述支撑系统中的支撑木方5上，在所述矩形框架1上表面铺上密封覆盖物，其周边与矩形框架1封闭，使得形成牢固的密封舱，将所述位移传感器7通过所述移动支架6移动到检测点，如图2所示，并且使其与试验板材表面隔着所述密封覆盖物压抵；

B.所述矩形框架1的底板2上的所述抽气孔上通过软管连接真空泵；

C.启动真空泵将真空舱内空气抽出，控制抽气速率，使人造板缓慢受力，变形量可从与位移传感器7连接的接收装置中读取。再经过计算即可得到所需的力学性能参数。

根据试验要求，在真空腔体内固定不同间距的支承支撑木方来模拟各种不同的跨距。固定支撑木方的可调固定块用螺栓固定在底板上，通过固定在不同间距的螺孔上来调整支撑木方的间距。

如图3所示为用于测试人造板集中载荷的本检测设备的结构。其中的矩形框架1、支撑系统和移动支架6的结构与前面均布载荷检测设备相同。区别在于在横梁6上设置了一台集中载荷加载装置8。该加载装置8如图4所示。所述集中载荷加载装置8包括一机架81，在该机架81上固定一步进电机82，在该步进电机82的输出轴上连接一丝杠83，在该机架81上可上下滑动地固设一螺母84，该螺母84螺接在所述丝杠83上，所述螺母84上连接一偏心块841，在该偏心块841上连接一测力传感器87，在该测力传感器87的测头上连接一加载件85，位移传感器7可以是设置在集中载荷施加装置的机架81上，其测头设置在加载件85上。这样，可以将施加集中载荷位置处板材A的变形准确测得。位移传感器也可以不设在集中载荷施加装置的机架上，而是如图3所示，设置在移动支架6的横梁62上；或者设置在横梁62上的导轨621上，而也可以沿X轴方向移动。

所述加载件85和所述测力传感器87之间通过一关节球轴承851连接，使得所述加载件85在一个设定角度范围内摆动地连接在所述测力传感器87上。

在螺母84上设有一加载盘86，该加载盘86的外廓突出在所述步进电机82和螺母及偏心块841的外廓之外，加载盘设置在测力传感器的测头上与加载件85连接而至于关节球轴承851的上面，这样，可以很好地保证位移传感器7不受加载头板材因为不平整而摆动的影响。可以方便地实现对于施力点处位移的测取。

加载机构由步进电机驱动丝杠转动，丝杠带动螺母及偏心块上下移动。螺母的移动带动加载件移动，实现集中载荷的加载。所述加载件85通过关节球轴承与偏心块841相连，可以使得加载件85在一定的角度范围内摆动，实现平稳均匀加载。而加载盘86的设置，可以方便传感器7的测头在加载件85上的设置，方便地获得准确的数据。

使用如图3所示的检测设备对于人造板板材A的板材进行承受集中载荷的力学性能测试的方法可以是如图7所示：

A.将切割好的试验板材A平放于所述矩形框架1中的所述支撑系统中的支撑木方上，并用固定装置固定在所述支撑木方上，该固定装置可以是钉子，将检测板材A固定在支撑木方5上。

B.移动所述移动支架6到指定检测的位置，并且将所述位移传感器置于所述集中载荷加载装置上的加载体85上的加载盘86上，调节好加载体85和检测板材A的距离；

C.通过步进电机82带动丝杠83转动，使加载体85匀速缓慢的对检测板材A施加压力，其压力值可以从测力传感器87读出，所检测板材A的变形量可从位移传感器读取；再经过计算即可得到所需的力学性能参数。

如图8所示，在图3所示的设备上，在移动支架6设置一冲击载荷加载装置9。

在所述横梁62上设有一个门型冲击架91，在该冲击架91的横梁上吊设所述冲击载荷加载装置9，其可以是一沙袋。

使用如图8所示的检测设备对于人造板板材A的板材进行承受冲击载荷的力学性能测试的方法可以是如图9所示：

A.将人造板板材A平放于矩形框架1中的支撑木方5上，例如通过钉子或胶粘结构固定在支撑木方5上；

B.竖起冲击架91，将冲击沙袋悬挂于最高点，调节冲击架91，使沙袋与板材的冲击点对齐；

C.将设置在横梁62上的位移传感器7放置在设定位置的板材表面上。在如图9中，位移传感器7设置在集中载荷加载机构上的加载盘86上，而通过步进电机对加载件85的调整而与板材A接触。这可以是在测过集中载荷后再测冲击载荷的做法。如果位移传感器7是设置在导轨621上，则可以之间将位移传感器7的测头直接抵在待测板材A上的检测位置上即可。

D.松开沙袋绳索，让沙袋自由下落，通过传感器测定板材在受到冲击瞬间的变形量；通过加载体与待测人造板的距离以及加载体的质量获得冲击载荷的数值；再经过计算即可得到所需的力学性能参数。

以上各个实施例是对于板材A分别进行均布载荷、集中载荷和冲击载荷的测试方法，下面的实例是对于一块人造板先后测试在承受均布载荷、集中载荷和冲击载荷下力学性能的方法：

第一步骤：首先将待测人造板板材A放置在所述矩形框架1中，置于所述支撑木方5上；然后，在所述矩形框架1上覆盖一气密性柔性覆盖物，封闭所述矩形框架1形成一真空腔体；同时，将设于所述移动支架6上的所述位移传感器的位移测头隔着所述覆盖物抵在待测人造板的测试位置上；之后，在所述底板2上的抽气孔上连接所述抽真空设备抽真空，使得所述真空腔体中的真空度达到设定值，通过测得所述真空腔体中的真空度获得给测试板材施加的均布载荷的数值，通过与所述位移传感器连接的外设接收装置获得测试位置上人造板对应的变形量；经过计算即可得到所需的力学性能参数。

第二步骤：分离所述真空设备，并取下所述气密性柔性覆盖物，卸除真空形成的均布载荷；

第三步骤：使所述人造板板材A固定在所述支撑木方5上；然后，移动所述移动支架6到指定检测的位置，使得所述移动支架6上的所述集中载荷加载装置8的加载件对准待测人造板的设定位置，同时，将设置在所述移动支架6上的位移传感器7的位移测头对准待测人造板板材A的设定位置，调节好加载件和位移传感器与待测人造板的距离；然后，启动所述步进电机带动丝杠转动，使加载体匀速缓慢的对人造板施加压力，测力传感器连接的外设接受装置显示施加集中载荷的数值，所测板材的变形量从与所述位移传感器连接的外设接收装置上读取；经过计算即可得到所需的力学性能参数；

第四步骤：撤掉或不撤掉所述集中载荷，竖起设置在所述移动支架上的冲击架91，使得所述移动支架6上的所述冲击载荷加载装置9的加载体对准待测人造板的设定位置，调节好置于所述冲击架上的加载体与待测人造板的距离，同时，将设置在所述移动支架上的位移传感器的位移测头对准待测人造板的设定测试位置；然后，让加载体9如沙袋自由下落，通过所述位移传感器7连接的外设接收装置上读出所述人造板相应位置在受到冲击瞬间的变形量；通过加载体与待测人造板的距离以及加载体的质量获得冲击载荷的数值；经过计算即可得到所需的力学性能参数。

本发明提供的人造板性能检测设备具有如下创新点：

1.通过矩形框架结构和其中的支撑系统，按照实际工况，能够完成大到1220×1220mm大尺寸板材多种标准跨距300mm、400mm、500mm和600mm的均布载荷、集中载荷和冲击载荷下的板材力学性能测试。

2.本装置最大特点是将三种性能指标的测试工作集成在一台设备上完成，提高了人造板检测效率和便利性，减少了测试成本。

3.采用模块化设计，矩形框架以及移动支架和冲击载荷装置中的冲击架等使用铝型材截面四周设有相同形状的T型通槽，对于真空腔体的铝型材一端与底板螺钉固定联接，另一端与直线导轨螺钉固定联接，用于支承移动支架；移动支架上的的长铝型材一端与直线导轨螺钉固定联接，用于支承加载机构，而长铝型材与短铝型材之间则通过T型通槽定位和联接。如此，可以方便、可靠地构建本设备的骨架。

4.设于底板上固定支撑木方的固定块，其上设有长槽和螺孔，调整方便，可以满足45×90和40×90以及更小的支撑木方截面尺寸的固定。

5.实现自动测量和采集均布载荷测试中的真空值与板材变形量、集中静载和冲击载荷测试中的载荷值与板材变形量，从而保障结构人造板上述三种载荷测试的高精度和高稳定性。

6.加载盘通过关节球轴承与连接轴相连，加载盘可以在一定的角度范围内摆的，实现平稳均匀加载。

Claims (14)

1.一种人造板性能检测设备，其特征在于：包括：

一矩形框架，在该矩形框架的下底面上设置一底板；在该矩形框架朝上或外侧表面上设有导轨；所述底板封闭该矩形框架的下底面，在该底板上设有抽气孔； 

一支撑系统，该支撑系统包括若干根支撑木方，其可拆地设置在所述矩形框架中所述底板上；

一移动支架，其包括两个支撑杆和一横梁，两所述支撑杆的下端嵌设在所述矩形框架上相对的两框架杆上设有的所述导轨中，两所述支撑杆的上端与所述横梁的两端固联，在所述横梁上设有导轨，所述横梁上的所述导轨与所述矩形框架上的导轨相垂直；

一数据采集系统，其包括一位移传感器，所述位移传感器设置在所述移动支架上设置的所述导轨上。

2.根据权利要求1所述的人造板性能检测设备，其特征在于：还包括：

一加载装置，其设置在所述横梁的所述导轨上；

所述加载装置是一集中载荷加载装置，在所述数据采集系统中还包括一测力传感器，其与所述集中载荷加载装置连接；和/或，是一冲击载荷加载装置；和/或，

在所述数据采集系统中还包括一真空度传感器，其测头设置在所述矩形框架和所述底板构成的空间中。

3.根据权利要求2所述的人造板性能检测设备，其特征在于：所述集中载荷加载装置包括一机架，其设置在所述横梁上设置的所述导轨中；在该机架上固定一步进电机，在该步进电机的输出轴上连接一丝杠，在该机架上可上下滑动地固设一螺母，该螺母螺接在所述丝杠上，所述螺母上连接一加载件；所述测力传感器，其设置在该螺母和所述加载件之间。

4.根据权利要求3所述的人造板性能检测设备，其特征在于：在所述加载件和所述测力传感器之间通过一关节球轴承连接；和/或，

所述集中载荷加载装置还包括一加载盘，该加载盘设置在所述螺母上或者设置在所述加载件上，其外廓至少部分地突出在所述步进电机和/或螺母的外廓之外，所述位移传感器的位移测头抵在该加载盘的上表面上。

5.根据权利要求2所述的人造板性能检测设备，其特征在于：所述冲击载荷加载装置包括在所述横梁上设有的一个门型冲击架，在该冲击架的横梁上吊设所述冲击载荷加载装置的加载体。

6.根据权利要求1所述的人造板性能检测设备，其特征在于：所述支撑木方与所述底板的可拆连接结构为：包括若干固定架，该固定架由一平板底座和一固定于该平板底座上构成一垂直固定面的固定板组成，在该平板底座上设有通孔，相应地，在所述底板上设有若干螺纹盲孔，通过螺栓穿设在所述平板底座和所述底板上的螺纹盲孔中使所述固定架固定在所述底板上，所述固定架的所述垂直固定面抵靠在所述支撑木方的竖直侧壁上。

7.根据权利要求1所述的人造板性能检测设备，其特征在于：所述矩形框架中的边框和所述移动支架中的横梁的设置所述导轨的侧面具有纵向通槽，所述导轨设置在该纵向通槽中。

8.根据权利要求1或7所述的人造板性能检测设备，其特征在于：所述矩形框架中的边框和横梁为截面四周设有相同形状的T型通槽的型材，所述导轨固设在所述T型通槽中固定。 

9.根据权利要求6所述的人造板性能检测设备，其特征在于：所述平板底座上的所述通孔为长圆孔，该长圆孔的中心线垂直所述垂直固定面或与所述垂直固定面夹一角度地倾斜设置；和/或，所述垂直固定面上设有螺孔，用于螺接紧钉螺钉；或者，所述固定架上的所述固定板为两个，其构成相互垂直的两个固定面。

10.利用如权利要求1所述的人造板性能检测设备检测人造板力学性能的测试方法，其特征在于： 

首先将待测人造板放置在所述矩形框架中，置于所述支撑木方上；然后，在所述矩形框架上覆盖一气密性柔性覆盖物，封闭所述矩形框架形成一真空腔体；同时，将设于所述移动支架上的所述位移传感器的位移测头隔着所述覆盖物抵在待测人造板的测试位置上；之后，在所述底板上的抽气孔上连接抽真空设备抽真空，使得所述矩形框架中的真空度达到设定值，之后，通过测得所述真空腔体中的真空度获得给待测人造板施加的均布载荷的数值，通过与所述位移传感器连接的外设接收装置获得测试位置上人造板对应的变形量；经过计算即可得到所需的力学性能参数，而测试人造板在承受均布载荷下的力学性能。

11.利用如权利要求3或4所述的人造板性能检测设备检测人造板力学性能的测试方法，其特征在于：

首先将待测人造板放置在所述矩形框架中，置于所述支撑木方上，并使之固定在所述支撑木方上；然后，移动所述移动支架到指定检测的位置，使得所述移动支架上的所述集中载荷加载装置上的加载件对准待测人造板的设定位置，同时，将设置在所述移动支架上的位移传感器的位移测头对准待测人造板的设定位置，调节好所述加载件和位移传感器与待测人造板的距离；然后，启动所述集中载荷加载装置上的步进电机带动丝杠转动，使设置在该丝杠上的加载件匀速缓慢的对人造板施加压力，测力传感器连接的外设接收装置显示施加集中载荷的数值，所测人造板的变形量从与所述位移传感器连接的外设接收装置上读取；经过计算即可得到所需的力学性能参数，而测试人造板在承受集中载荷下的力学性能。

12. 利用如权利要求5所述的人造板性能检测设备检测人造板力学性能的测试方法，其特征在于： 

首先，将待测人造板平放在所述矩形框架中，置于且固定在所述支撑木方上，然后，移动所述移动支架到指定检测的位置，竖起设置在所述移动支架上的冲击架，使得所述移动支架上的所述冲击载荷加载装置的加载体对准待测人造板的设定位置，调节好置于所述冲击架上的加载体与待测人造板的距离，同时，将设置在所述移动支架上的位移传感器的位移测头对准待测人造板的设定位置；然后，让加载体自由下落，通过所述位移传感器连接的外设接收装置上读出所述人造板相应位置在受到冲击瞬间的变形量，通过加载体与待测人造板的距离以及加载体的质量获得冲击载荷的数值；经过计算即可得到所需的力学性能参数，而测试人造板在承受冲击载荷下的力学性能。

13. 利用如权利要求2所述的人造板性能检测设备检测人造板力学性能的测试方法，其特征在于：

所述集中载荷加载装置包括一机架，其设置在所述横梁上设置的所述导轨中；在该机架上固定一步进电机，在该步进电机的输出轴上连接一丝杠，在该机架上可上下滑动地固设一螺母，该螺母螺接在所述丝杠上，所述螺母上连接一加载件；所述测力传感器，其设置在该螺母和所述加载件之间；

所述冲击载荷加载装置包括在所述横梁上设有的一个门型冲击架，在该冲击架的横梁上吊设所述冲击载荷加载装置的加载体； 

第一步骤：首先将待测人造板放置在所述矩形框架中，置于所述支撑木方上；然后，在所述矩形框架上覆盖一气密性柔性覆盖物，封闭所述矩形框架形成一真空腔体；同时，将设于所述移动支架上的所述位移传感器的位移测头隔着所述覆盖物抵在待测人造板的测试位置上；之后，在所述底板上的抽气孔上连接抽真空设备抽真空，使得所述矩形框架中的真空度达到设定值，之后，通过测得所述真空腔体中的真空度获得给待测人造板施加的均布载荷的数值，通过与所述位移传感器连接的外设接收装置获得测试位置上人造板对应的变形量；经过计算即可得到所需的力学性能参数； 

第二步骤：分离抽真空设备，并取下所述气密性柔性覆盖物，卸除真空形成的均布载荷； 

第三步骤：使所述人造板固定在所述支撑木方上；然后，移动所述移动支架到指定检测的位置，使得所述移动支架上的所述集中载荷加载装置的加载件对准待测人造板的设定位置，同时，将设置在所述移动支架上的位移传感器的位移测头对准待测人造板的设定位置，调节好加载件和位移传感器与待测人造板的距离；然后，启动所述集中载荷加载装置上的步进电机带动丝杠转动，使设置在该丝杠上的加载件匀速缓慢的对人造板施加压力，测力传感器连接的外设接收装置显示施加集中载荷的数值，所测人造板的变形量从与所述位移传感器连接的外设接收装置上读取；经过计算即可得到所需的力学性能参数；

第四步骤：撤掉或不撤掉所述集中载荷，竖起设置在所述移动支架上的冲击架，使得所述移动支架上的所述冲击载荷加载装置的加载体对准待测人造板的设定位置，调节好置于所述冲击架上的加载体与待测人造板的距离，同时，将设置在所述移动支架上的位移传感器的位移测头对准待测人造板的设定位置；然后，让加载体自由下落，通过所述位移传感器连接的外设接收装置上读出所述人造板相应位置在受到冲击瞬间的变形量，通过加载体与待测人造板的距离以及加载体的质量获得冲击载荷的数值；经过计算即可得到所需的力学性能参数，而对于一块人造板先后测试在承受均布载荷、集中载荷和冲击载荷下的力学性能。

14.根据权利要求11或13所述的方法，其特征在于：在测试人造板在承受集中载荷下力学性能时，所述位移传感器的位移测头抵在所述集中载荷加载装置上的加载盘上，该加载盘设置在所述螺母上或者设置在所述加载件上，其外廓至少部分地突出在所述步进电机和/或螺母的外廓之外。

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